二乙醇胺改性水性环氧树脂的制备研究

二乙醇胺开环环氧树脂改性水性聚氨酯的合成及性能研究王继印;黄毅萍;陶灿;俞斌;解芝茜;李磊;许戈文【摘要】采用二乙醇胺(DEOA)开环环氧树脂E-44制得端羟基环氧树脂(E-OH),用E-OH合成一系列羟基环氧改性水性聚氨酯(EWPU)乳液,并研究了E-OH添加量对EWPU乳液的粒径及涂膜性能的影响.核磁氢谱(1H NMR)测定了E-OH的结构和开环率,傅里叶红外光谱(FT-IR)确定了水性聚氨酯(EWPU)的结构,激光粒度仪测定了EWPU乳液粒径,热重(TG)测定了EWPU的耐热性能.结果表明:随着E-OH添加量增大,EWPU预聚体黏度增大,乳液粒径增大,乳液稳定性下降.另外,随着E-OH添加量增大,EWPU胶膜吸水率、溶胀度、拉伸强度和断裂伸长率均出现先增加后降低的特点.EWPU胶膜力学强度最高可以达到26.69 MPa,断裂伸长率最高可以达到428.35％.综合分析实验数据得到E-OH在EWPU体系的最佳加入量为2.5％～3.5％.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)002【总页数】7页(P32-38)【关键词】二乙醇胺;环氧树脂;改性;水性聚氨酯【作者】王继印;黄毅萍;陶灿;俞斌;解芝茜;李磊;许戈文【作者单位】安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4+3水性聚氨酯材料因其独特的环保优势而受到人们的广泛关注。

二乙醇胺改性水性环氧树脂乳液的制备及其性能研究以二乙醇胺（DEOA）、环氧树脂E-51为主要原料，合成了DEOA化学改性的自乳化水性环氧树脂乳液，并与水性环氧树脂固化剂按一定比例配制成涂膜。

采用红外光谱对改性环氧树脂结构进行表征，通过纳米粒度分析仪和透射电镜（TEM）研究了环氧树脂乳液的粒径和形貌，同时研究了反应温度对环氧基转化率的影响，DEOA加入量对乳液稳定性、粒径的影响。

结果表明，随着DEOA 用量的增加，环氧树脂乳液的稳定性提高，粒径减小且分布变窄。

当n（DEOA）：n（环氧基）=0.35：1时，乳液粒径约30～60 nm，制备的涂膜铅笔硬度为3H，柔韧性为1 mm，附着力为1级，耐冲击性为50 kg/cm。

标签：水性环氧树脂；二乙醇胺；化学改性；涂膜性能环氧树脂具有良好的耐腐蚀性能、粘接性能、力学性能及电绝缘性能，被广泛应用于建筑、交通、电子、机械等领域[1，2]。

传统的溶剂型环氧树脂，在使用时需要加入有机溶剂进行稀释，而这些有机溶剂大都具有挥发性，会污染环境，危害人体健康，因此开发低VOC的水性环氧树脂至关重要[3]。

水性环氧树脂保持了溶剂型环氧树脂的优点，而且具有合理的固化时间和很高的交联度，黏度的调节范围也很大，操作性能大大改善，并且可以与其他水性聚合物体系混合使用等优点。

目前，环氧树脂水性化有以下3种方法[4]：机械法、相反转法和化学改性法。

机械法又称为直接乳化法，直接乳化法的优点是成本低廉、制备工艺简单，不足之处是制备的水性环氧树脂的粒径尺寸较大（>10 μm）[5]，体系的稳定性较差。

相反转法是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，几乎可以将所有的高分子树脂借助于外加乳化剂的作用，通过物理乳化的方法制得相应的乳液，其分散相的平均粒径一般为1～2 μm[6，7]。

自乳化法即为化学改性法，是在环氧树脂分子链上引入亲水基团，制得的环氧树脂具有亲水亲油性能，乳液具有更好的稳定性[8]，比相反转法制备的乳液粒径更小（约为几十到几百纳米），分布更窄[9，10]。

水性环氧树脂的制备姓名默蓬勃学号 050821102摘要：本文对环氧树脂进行了简介，对水性环氧树脂的制备方法做了系统的总结，其中包括物理方法和化学方法，并介绍了水性环氧树脂的的改性的制备方法及应用。

关键词：水性环氧树脂；制备；改性；应用1引言作为三大通用型热固性树脂[环氧树脂（EP）、酚醛树脂（PF）和不饱和聚酯树脂]之一，EP 自1947 年问世以来，一直在人们生活的各个领域中扮演着重要角色。

由于EP 中含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，因而具备很多优异的性能。

与其他热固性树脂相比，EP 的力学性能优异，作为胶粘剂使用时有着较高的粘接强度。

此外，EP固化剂的种类繁多，再加上众多的促进剂、改性剂和添加剂等，通过各种组合和调配可以获得几乎能满足所有使用性能和工艺性能要求的固化产物，这是其他热固性树脂所无法比拟的[1]。

环氧树脂是指分子结构中含有环氧基团的聚合物，用途广泛，具有很多优异的性能，受到广泛关注。

传统溶剂型的环氧树脂，在使用过程中释放大量的有机污染物（VOC），对环境造成污染。

近年来，随着人们生活水平的提高，环保意识的增强，不含有机溶剂（VOCfree）或低VOC、或不含HAP（有害空气污染物，Hazardous Air Pollutants）的系统成为新的方向。

所谓水性EP 是指通过物理或者是化学的方法使EP 以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。

与传统的EP相比，水性EP 不仅满足当前环境保护的要求，而且操作性能较好，尤其是它可以与其他水性体系配合使用，因而可以达到相互弥补，充分发挥各自性能的目的。

水性EP 的突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化时间，并有较高的交联密度，这是常见的水性丙烯酸和水性聚氨酯涂料所无法比拟的[2]。

2水性环氧树脂的制备EP 尽管含有一定数量的极性基团，但是由于其较长的非极性分子主链的存在使得它本身并不能溶解在水中。

水性环氧树脂专用乳化剂的制备及性能研究倪维良,柳云骐,陈克磊 (中国石油大学(华东)化学化工学院,山东青岛266555)摘 要:采用环氧树脂E-51与二乙醇胺反应合成与环氧树脂分子结构匹配的高分子离子型乳化剂,并利用不同的成盐方式测定其乳化性能。

采用相反转法制备出水性环氧乳液。

采用溴代乙烷成盐,醋酸调整p H 5 6合成得到季铵盐型离子表面活性剂。

采用高速分散相反转技术制备的环氧乳液,粒径大小在200nm左右。

关键词:水性环氧乳化剂;乳液稳定性;表面活性剂;粒径分布中图分类号:TQ630 4+9 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2010)12-0061-04Study on Synthesis and Properties ofSpecific Em ulsifier forW aterborne Epoxy R esi nN iW e iliang,Liu Yunq,i Chen Ke lei(Co llege of Che m istry and Che m ica l Engineer i ng,China University of Petroleum,Q ingdao Shandong,266555,Chi na) Abstrac t:A high m o lecular w ei g ht i o nic e m u lsifiers w ere synthesized by epoxy resi n and d iet h ano-la m ine.E m u lsificati o n ab ility w as dete m ined by usi n g different salify i n g m ethods.B ro m oethane w as used to prepare quater nary a mm on i u m sa l.t A cetic acid w as used to adjust p H to5 6to obta i n a quaternar y a mm on-i um salts of ion ic surfactan.t The w aterborne epoxy resi n e m u lsion w as prepared by the phase-inversi o n techn ique w ith high-speed d ispersi o n.The e m ulsion partic le size is about200n m.K ey W ords:w ater borne epoxy e m u lsion;e m u lsion stab ility;surfactan;t particle size d istribution0 引 言环氧树脂不溶于水(H LB 3),现有的环氧树脂涂料大多采用有机溶剂体系,有悖于社会对环境友好的要求和无污染或低污染涂料的发展方向,水性涂料作为一种新型的功能材料得到了迅速发展。

水性环氧树脂固化剂的研究进展王思学;杨建军;吴庆云;吴明元;张建安【摘要】水性环氧固化剂是水性环氧体系的重要组成部分,其组成和结构对涂膜的物理化学性能起决定性作用.本文介绍了环氧树脂固化剂的种类及优缺点;介绍了离子型和非离子型水性环氧固化剂的制备方法及发展概况;综述了近年来国内外有关水性环氧固化剂的改性技术,包括有机硅、有机磷、聚氨酯以及无机纳米粒子改性;展望了水性环氧固化剂的未来研究方向,指出了水性环氧固化剂应走功能化之路,对特殊环境、特殊行业具有适用性和专用性.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2018(048)008【总页数】6页(P55-60)【关键词】水性环氧固化剂;离子型;非离子型;改性;研究进展【作者】王思学;杨建军;吴庆云;吴明元;张建安【作者单位】安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601;安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子重点实验室,合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4+93环氧树脂因其优异的附着力、电绝缘性、热稳定性和机械性能，在涂料、先进复合材料、工程塑料、电子电器材料等工业生产领域已得到广泛的应用[1-2]。

随着人们环保意识的不断提高，以水作为溶剂和分散剂的环氧涂料逐渐受到重视，水性环氧树脂具有VOC含量低、不易燃、安全无毒、施工性好等优点，成为环氧树脂技术发展的方向之一。

水性环氧固化剂作为水性环氧体系的重要部分，其组成和结构对水性环氧树脂的物理化学性能起决定性作用[3]。

国外对环氧固化剂的研究相对活跃，固化剂的品种更多并且保密性强，开发新型的环氧固化剂有利于开辟环氧树脂新用途[4-5]。

所以，水性环氧固化剂的研究是水性环氧树脂进入实质性应用阶段的关键。

第30卷第3期2005年9月广州化学Guangzhou ChemistryV ol. 30，No. 3Sept.，2005 新型水性环氧树脂的合成研究马承银，郑文姬，周迪武，卢翠红（中南大学化学化工学院，湖南长沙 410083）摘要：以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为改性剂，过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，通过溶液聚合，使环氧树脂获得水分散性。

以改性环氧树脂的收率、粒径分布、反应体系酸值随时间的变化为指标，对反应历程进行了推断，并对改性产物的结构进行了红外光谱分析。

结果表明，在整个反应中，AMPS与环氧树脂主链接枝反应和与环氧树脂的环氧基团的开环反应同时进行。

高聚物收率可达76.72%，体系中的环氧基团约70%被保留下来。

改性环氧树脂体系不需中和即可分散于水中。

关键词：水性环氧树脂；AMPS；接枝共聚；开环共聚；无皂乳液中图分类号：O633.13；TQ323.5 文献标识码：A 文章编号：1009-220X(2005)03-0006-06近年来，由于人们对环境保护的日益关注，使水性涂料的需求量不断增加。

水性环氧树脂的研制和开发也得到了长足的进展。

环氧树脂（epoxy, EP）本身不溶于水，要制备稳定的水性环氧树脂乳液，必须设法在其分子链中引入强亲水基团或者在体系中加入亲水亲油组分。

根据制备方法的不同，环氧树脂水性化方法有机械法、化学改性法和相反转法三种方法。

其中，化学改性法可以获得自乳化型水性环氧树脂乳液，属于无皂乳液的一种。

这种方法制备的水性环氧树脂乳液的分散相粒子的尺寸很小，约为几十到几百个纳米，颇具应用价值。

自乳化型水性环氧树脂乳液可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。

阴离子型改型方法最受瞩目。

主要途径有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法两种。

前人在这个方面的研究已经有较多的报导[1~5]。

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid，AMPS），属强酸型酸性化合物。

己二胺是一种常用的环氧树脂固化剂，通过改性后的己二胺可以提高环氧树脂的固化速度、力学性能和耐热性能。

具体研究如下：采用多官能度环氧对己二胺进行改性，得到了一种无毒、低黏度、适用期长、无色透明的液体同化剂，并利用红外光谱表征其结构。

通过差示扫描量热法研究了该固化剂的反应活性与最佳固化剂用量，并采用环氧树脂E-44进行固化，对其固化物的剪切强度、冲击强度等力学性能和耐热性能进行初步探讨。

研究结果表明，改性后的固化剂在力学性能和耐热性能略有提升的前提下，大大降低了反应活性，提高了其适用期。

在实际应用中，可以根据需要选择不同改性方法和配方来满足特定的性能要求。