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水性环氧树脂配方

水性环氧树脂配方
水性环氧树脂配方

巴陵石化水性环氧树脂配方新颖

更新时间:2008-11-06 09:33:29

巴陵石化环氧树脂事业部承担的水性环氧树脂开发及其在混凝土改性中的应用项目,10月25日通过省级技术鉴定。

巴陵石化科研人员从树脂的分子结构入手,以环氧树脂、双酚A等为原料,对影响产品性能和稳定性的各种因素进行研究,合成了嵌段型自乳化水性环氧树脂,并在中试装置上进行验证和进一步优化。中试结果及工业性试验表明,产品配方新颖,工艺路线合理可行。

巴陵石化环氧树脂事业部从2004年开始研发水性环氧树脂,2005年小试研发出满足用户要求的新型水性环氧树脂,并在50吨/年中试装置上进行验证。去年以来,该部瞄准水性环氧树脂在混凝土改性上的巨大市场展开研究,取得技术上的突破,产品成功应用于混凝土改性路面,并建成了水性环氧树脂工业试验装置。截至目前,巴陵石化环氧树脂事业部已销售水性环氧树脂600多吨,经济效益显著。

信息来源:中国化工报

水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分(环氧树脂、水性环氧固化剂、颜填料、助剂和共溶剂等)对涂膜性能的影响,并给出了水性环氧地坪涂料的配方实例及性能,在这基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺金刚砂黑刚玉棕刚玉抛光砂研磨材料2010-12-15 17:58:20 阅读29 评论0 字号:大中小订阅随着环保法规和人们环保意识的增强,水性环氧地坪涂料将会得到广泛的应用,研究和开发水性环氧工业地坪涂料具有很大的经济效益和社会效益。本文较为

系统的讨论了水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分(环氧树脂、水性环氧固化

剂、颜填料、助剂和共溶剂等)对涂膜性能的影响,并给出了水性环氧地坪涂料的配

方实例及性能,在这基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺。

我国的工业地坪涂料目前基本上是溶剂型和无溶剂型环氧地坪涂料,溶剂型环氧地坪涂料含有较多的有机溶剂,这些有机溶剂在涂料的生产和施工阶段排入大气,污染环境,同时危害人类健康;无溶剂型环氧地坪涂料含有少量的活性稀释剂,常用的活性稀释剂为丁基环氧丙基醚(有一定毒性),采用自流平施工工艺,涂膜厚度为1- 5mm,成本较高且含有少量的挥发性有机溶剂。

与普通的溶剂型环氧地坪涂料相比,水性环氧地坪涂料具有以下优势[1]:(1)以水作为分散介质,不含甲苯、二甲苯之类的挥发性有机溶剂,不会造成环境污染,没有失火的隐患,满足当前环保的要求,当然也可加入少量的丙二醇甲醚等无空气污染的醇醚类溶剂来改善水性环氧涂料的成膜。(2)可在潮湿环境中施工和固化,有合理的固化时间,保证涂膜有较高的交联密度。(3)对大多基材具有良好的附着力,即使是潮湿的基材表面同样有良好的粘结性。(4)操作性能好,施工工具可用水直接清洗,可以重复使用,涂料的配制和施工操作安全方便。(5)固化后的涂膜光泽柔和,质感较好,并且具有较好的防腐性能和单向透气性。

因此,随着环保法规和人们环保意识的增强,水性环氧地坪涂料将会得到广泛的应用,研究和开发水性环氧工业地坪涂料具有很大的经济效益和社会效益。本文较为系统的讨论了水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分(环氧树脂、水性环氧固化剂、颜填料、助剂和共溶剂等)对涂膜性能的影响,并给出了水性环氧地坪涂料的配方实例及性能,在这基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺。

2 水性环氧地坪涂料的配方设计

环氧树脂

环氧树脂类型对水性环氧地坪涂料的性能影响很大。由于双酚A型环氧树脂分子中含

有极性高而不易水解的羟基和醚键,使其对混凝土等多种基材有良好的附着力,涂料固化时的体积收缩率低,耐化学药品性能良好。并且双酚A型环氧树脂为刚性的苯环和柔性的醚键交替排布的结构,赋予涂膜较好的物理机械性能,所以这类环氧树脂被广泛用于地坪涂料,而其他类型的环氧树脂如双酚F型和酚醛环氧树脂则应用的较

少。

目前国内外环氧树脂的水性化技术主要分为乳化法和成盐法两大类[1]。乳化法指的是环氧树脂的直接乳化、不用外加乳化剂的自乳化或水性环氧固化剂乳化,而成盐法[1-2]则是将环氧树脂改性成富含酸或富含碱的树脂,再用小分子量的碱或酸进行中和。对于用作水性环氧地坪涂料的环氧树脂乳液宜选用乳化法来制备。

(1)直接乳化法

将环氧树脂和乳化剂混合,加热到合适的温度,在激烈的搅拌下缓慢加水完成相反转来制得水性环氧树脂乳液。可采用的乳化剂有聚氧化乙烯烷基醚(HLB=~)和聚氧化烷基酯(HLB=~)[3],当然也可合成专用的水

性环氧乳化剂,本公司采用聚四氢呋喃(PTMEG)合成水性环氧乳化剂,用该乳化剂乳化形成的水性环氧树脂粒径较小,储存稳定性较好,并且加入固化剂固化后的涂膜

耐化学药品性能和耐热性也较好。

(2)自乳化环氧树脂

在环氧树脂分子链中引入亲水性氧化乙烯链段或氧化丙烯链段,同时保

证每个改性后的环氧树脂分子上含有两个或多个环氧基,不用外加乳化剂即可自分散形成乳液[4]。本公司采用聚氧化乙烯和氧化丙烯的嵌段共聚物与双酚A型环氧树脂和双酚A反应制得具有自乳化功能的高分子量环氧树脂,反应过程中以三苯基膦作为催

化剂,改性后的环氧树脂很容易分散在水中,可预先制成水性环氧树脂乳液或在施工场合就地乳化,且由于亲水链段包含在环氧树脂的分子链中,固化后涂膜的耐化学药

品性能有所提高。

(3)水性环氧固化剂乳化环氧树脂

水性环氧固化剂乳化环氧树脂的原理是对多元胺进行改性,使其成为具

有亲环氧树脂结构的水性环氧固化剂,同时该固化剂又作为阳离子型乳化剂完成对环氧树脂的乳化,用该方法制备的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性,并且由于环氧树脂组分不需进行亲水改性,可以保证涂膜的耐化学药品性能良好[1,4]。

用这三种方法制备的水性环氧树脂乳液均适用于水性环氧地坪涂料,用

水性环氧固化剂乳化环氧树脂法宜选用低粘度的液体环氧树脂,这样有利于固化剂的混合乳化;对于高分子量环氧树脂则应该用直接乳化法或自乳化法制备,并且所用的高分子量环氧树脂需过量40-60%才能保证涂膜的最终性能。

水性环氧固化剂[1]

水性环氧固化剂是决定水性环氧地坪涂料最终性能的关键组分之一。作

为水性环氧树脂的固化剂,应能够较好地溶解或分散在水中,而且在水中能够稳定存在,与环氧树脂要有良好的相容性。固化剂可直接乳化环氧树脂或与水性环氧树脂乳液配成稳定的水性环氧树脂体系,同时体系的流变性能、适用期、固化条件和涂膜性

能也应满足地坪涂料使用的要求。

酸酐遇水会分解,不适合作为水性环氧树脂的固化剂,并且水性环氧地

坪涂料常用在室温固化的场合,因而常用的水性环氧固化剂大多为多元胺或其改性产物,利用其分子中胺基上的活泼氢与环氧树脂分子中的环氧基反应。多元胺常用的改

性方法有以下三种:第一种是由多元胺与单脂肪酸反应制得的酰胺化的多胺,第二种是由二聚酸与多元胺进行缩合而成的聚酰胺,第三种是由多元胺与环氧树脂加成得到的多胺-环氧加成物。这三种方法均采用在多元胺分子链中引入非极性基团,使得改性后的多胺固化剂具有两亲性结构,以改善与环氧树脂的相容性。

酰胺化的多胺[5]本身具有一定的水溶性或水可分散性,无需借助于助溶剂或乳化剂的作用就可获得一定范围的水可稀释性,从而可以用作水性环氧树脂的固化剂。并且酰胺化的多胺具有表面活性剂的作用,低分子量液体环氧树脂不需要预先乳化,而由酰胺化多胺在施工前混合乳化,用酰胺化多胺乳化环氧树脂配成的水性环氧体系具有施工性能好,适用期长等优点。但用单脂肪酸改性的酰胺化多胺固化剂与环氧树脂的相容性不是太好,容易发生相分离而在涂膜表面出现浮油和凹坑等表面缺陷,并且固化不充分造成涂膜的耐化学性能和耐湿性较差。

采用二聚酸与多元胺进行缩合来制备水性聚酰胺固化剂,这样改性可改

善与环氧树脂的相容性,涂膜表面也不会出现因不相容而造成的表面缺陷。但用聚酰胺固化剂乳化的环氧树脂体系的适用期较短,一般不超过一小时就会凝胶化,这对于地坪施工会带来一定的麻烦。并且用聚酰胺固化的涂膜柔韧性较差,抗冲性能较差,涂膜偏脆。水性聚酰胺固化剂由于合成时二聚酸中不饱和双键的存在而容易被空气中的氧气氧化导致固化剂的颜色变深,不适合作为色泽要求较高的水性环氧地坪涂料的

固化剂。

由于用酰胺化多胺和聚酰胺水性固化剂固化的涂膜或多或少存在缺陷,

而改性后的涂膜性能又没有明显改良,因此国外采用的水性环氧固化剂为多元胺-环氧加成物,采用环氧树脂与多元胺反应,在多元胺分子链中引入环氧树脂分子链使得

合成后的固化剂具有亲环氧树脂的分子结构,减少固化剂分子中伯胺基团的含量可明显降低固化剂的活性,使得用这种类型的水性环氧固化剂乳化的环氧体系的适用期有所延长。并通过添加聚氧化烷基多胺的方法来改善涂膜偏脆的问题。若该水性环氧固化剂要具有乳化环氧树脂的功能则需通过在固化剂分子链中引入氧化烷基链段或离子基团来获得。本公司合成的水性环氧固化剂GCA01属于典型的多胺-环氧加成改性固化剂, 可用水进行稀释,稀释过程中不会出现类似于水性聚酰胺固化剂稀释时由于胶束的形成和聚酰胺与水之间的氢键作用产生的“水峰”现象。并且固化剂分子中含有表面活性链段,能将低分子量环氧树脂直接乳化,其性能见表1。

表1 水性环氧固化剂GCA01的性能

检测项目检测结果

外观黄色液体

粘度(25℃)/ 1500-4500

固含量/ % 45-47

密度(25℃)/

稀释剂* 水和丙二醇甲醚

闪点/℃>100

胺氢当量/ 290-295

*注:该水性环氧固化剂中含有少量的丙二醇甲醚以保证室温下成膜,尽管含有溶

剂,但其闪点仍高于100℃。

颜填料

水性环氧地坪涂料的着色宜选用那些耐化学药品性能和耐候性较好的无机颜料或其水

性色浆。水性环氧地坪涂料配制时填料的选择原则是采用低吸油量、细度适中、性能稳定的填料。当然,考虑到水性环氧固化剂呈弱碱性,应避免采用酸性的颜填料。水性环氧地坪涂料是双组分涂料,颜填料既可加到环氧树脂组分中,也可以加在水性环

氧固化剂组分中。

填料的用量(用颜基比来表示)对水性环氧地坪涂料的最终性能影响很大,适量的加入不仅能降低水性环氧地坪涂料的成本,缩短涂膜表干时间,还可以提高涂膜的机械强度、耐磨性、光泽和遮盖力,减少涂料固化时的体积收缩,并赋予涂料良好的贮存稳定性;但过量加入则会增加水性涂料的粘度,导致涂料的流平性变差,施工困难,

涂膜的表面效果变差。

助剂

对于水性环氧地坪涂料,颜填料既可在环氧树脂组分中分散,也可以在水性环氧固化剂组分或在两个组分中同时分散。颜填料在环氧树脂组分中分散会受到环氧树脂粘度的限制,颜填料的用量不能加的太多,分散效率较低,为避免产生浮色和发花现象,通常需加入分散剂来防止颜料的絮凝,从而克服因颜填料絮凝引起的浮色和发花,但选用的分散剂应为油水两用型分散剂。因而我们建议配漆不在环氧树脂组分中进行,而选择在水性环氧固化剂组分中进行,具有乳化环氧树脂功能的固化剂其分子中含有表面活性链段,能润湿颜填料,有一定的润湿分散作用,可以不加分散剂就直接进行

配漆。

因为水的表面张力较高,对底材的润湿性较差,特别是有油脂残余的表面更难以润湿,这时应加入润湿流平剂来提高其润湿性,同时也改善了涂料的流平性。但在水性环氧固化剂组分中配漆会因为胺固化剂的存在,降低了表面张力而容易存在夹带空气

的问题,水性环氧地坪涂料的配制和施工也不可避免的会带入空气,同时加入润湿流平剂之类的表面活性剂也很容易造成泡沫,因此,配漆时要加入抑泡剂和消泡剂,通常在分散前加入抑泡剂来减少形成泡沫的可能,分散后再加入消泡剂来消除混入的气体,这样才能使水性环氧地坪涂料在涂装时形成光滑平整的表面。此外, 还可以加入增稠剂来调节固化剂色漆的粘度,使得两个组分的粘度相差不大,便于混合乳化。

共溶剂

双组分水性环氧涂料是一种乳液型涂料,两组分混合后,水性环氧固化

剂分子首先和环氧树脂分散相的表面接触发生固化反应,随着固化反应的进行,环氧树脂分散相的分子量和玻璃化温度逐渐提高,使得固化剂分子向环氧树脂分散相粒子内部的扩散速度逐渐变慢,这就意味着环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较表面的少,内部交联密度也较低。同时随着固化反应的进行,环氧树脂分散相粒子逐渐变硬,粒子之间也很难相互作用而凝结成膜。

共溶剂(又叫成膜助剂)通常是挥发很慢的溶剂,如各类醇醚、醇醚醋酸酯和醇酯等,特别是那些对环境不会产生污染的溶剂(如丙二醇甲醚等),加入后可使水性环氧地坪涂料的最低成膜温度逐渐降低,有利于固化凝结成膜。同时共溶剂还能调节涂料体系的粘度,改善水性环氧地坪涂料的流平性和最终涂膜的外观。良好的共溶剂通常需满足以下条件:良好的水解稳定性;低的凝固点;适中的挥发率;高效的凝结效率。在一般情况下,共溶剂的添加量按基料的1-5%左右考虑,在温度较低的季节施工,共溶剂的加入量可适当增加以得到更好的涂膜效果。

环氧基与胺氢当量比

研究发现环氧树脂和水性环氧固化剂的使用比例(用环氧基与胺氢当量

比来表示)对水性环氧地坪涂料的性能有很大的影响[1],水性环氧地坪涂料的性能可通过调节当量比来改变,一般当量比可作百分之二十的增减,表2总结了环氧基与胺氢当量比对水性环氧地坪涂料性能的影响。具体的当量比因应用场合不同而异,环氧基过量可使水性环氧地坪涂料的适用期延长,涂膜的耐水性、耐化学药品性能以及耐湿性等性能有所提高;而胺氢过量又可加快涂膜的固化,涂膜的光泽度、附着力、

耐磨性和耐溶剂性也相应改善。

表2 环氧基与胺氢当量比对水性环氧地坪涂料性能的影响

胺氢过量环氧基过量

光泽度好耐腐蚀性好

固化快适用期长

附着力强耐水性好

耐磨性好耐碱性好

耐溶剂性好耐湿性好

耐污性好耐酸性好

3 水性环氧地坪涂料的配方实例和性能

该水性环氧地坪涂料由低分子量液体环氧树脂(组分一)和水性环氧固

化剂色漆(组分二)组成,采用水性环氧固化剂色漆来乳化低分子量液体环氧树脂,配漆则选择在固化剂组分中进行,这一点与常规的溶剂型环氧地坪涂料的配制不同

(在环氧树脂溶液组分中配制)。

水性环氧地坪涂料参考配方如下:

原料名称质量,g

组分一

环氧树脂DDR331 90-95

共溶剂1-5

组分二

水性环氧固化剂GCA01 20-25

水40-50

抑泡剂

钛白粉5-10

颜填料145-175

水性环氧固化剂GCA01 115-125

增稠剂1-2

消泡剂

水性环氧地坪涂料的配制工艺为

(1)将水性环氧固化剂GCA01、水和少量抑泡剂加到料筒中,搅拌直至水性环氧固化

剂GCA01溶解均匀;

(2)在中速下加入钛白粉和各种颜填料,先高速分散10min,然后进行砂磨,直到细

度小于50um为止;

(3)过滤后在中速下缓慢加入水性环氧固化剂GCA01,加完后再搅拌15min;

(4)用增稠剂调节色漆粘度,并在低速下加入消泡剂,搅拌5min后进行包装。

表3为水性环氧固化剂GCA01和环氧树脂DER331配制的水性环氧地坪涂料

的性能。

表3水性环氧地坪涂料的主要技术参数

序号检验项目技术要求检验结果测试方法

1 干燥时间,h 表≤4 实≤24 表:3 实:24GB/T1728-1989

2 硬度≥H 2H GB/T6739-1996

3 附着力,级≤2 1 GB/T1720-1989

4 柔韧性,mm ≤2 2 GB/T1731-1993

5 耐磨性,750g/500r ≤ GB/T1768-1989

6 耐冲击性,≥30 40 GB/T1732-1993

7 耐水性96h无异常无异常GB/T1733-1993

8 耐碱性(10%NaOH溶液)96h无异常无异常GB/T1763-1989

9 耐盐水性48h无异常无异常GB/T1763-1989

10 光泽度≥60 75 GB/T

4水性环氧地坪涂料的施工

下文就平涂型水性环氧地坪涂料的施工方法做简要的介绍。

施工准备

(1)材料:水性环氧地坪涂料底涂、中涂、面涂,石英砂,石英粉等相关材料。

(2)工具:基材打磨工具、吸尘器、批补刮刀、辊筒、小型搅拌器等。

(3)施工条件

a、将地面水泥砂浆剔凿并清扫干净,地面如有油脂类杂质,须用溶剂擦拭干净;

b、原水泥地面要求坚硬、平整、不起砂,地面如有空鼓、脱皮、起砂、裂痕等,必须按要求处理后方可施工。原地面如为水磨石、地板砖等光滑地面.须先凿成粗糙

面;

c、只要不积水,或不明显渗漏就可施工,施工时现场条件相对湿度应低于85%,环

境温度在10℃以上。

施工步骤

(1)底涂:将混凝土基材处理完毕并清理干净后就可进行底涂(辊涂或刷涂),辊涂或刷涂应均匀,厚薄一致,该底涂具有一定的透水气功能,能增强基材强度并增加

涂层对基材的附着力。

(2)中涂:在已配好的水性环氧涂料(中涂)中加入石英砂和石英粉配成水性环氧砂浆,用镘刀将其均匀涂布,用于增加厚度及涂层抗压强度;

(3)批补:中涂后用砂纸将地坪打磨,并用水性环氧涂料(中涂)与石英粉配成的腻子依实际需要施工数道,要求达到平整无孔洞,无批刀印及砂磨印为准;

(4)面涂:用辊筒将水性环氧地坪涂料面涂辊二道,完工后要求整体地面光泽柔

和、洁净、颜色均一、无空鼓;

(5)养护:面层实干需要24小时,在这期间应进行封闭,以免影响表面洁净光滑的效果。3天后方可上人,完工保养7天后方可正式投入使用(以25℃为准,低温时开放

时间需适度延长)。

5 结语

水性环氧地坪涂料具有与溶剂型环氧地坪涂料相当的性能,现有的水性环氧地坪涂料可以应用在制药、食品、医院、纺织、化工、电子等行业的生产厂房、办公楼、仓库、实验室的地坪涂装[5],特别适用于一楼地面、地下室、地下停车场和其它较为潮湿的环境。作为绿色环保产品,水性环氧地坪必然得到人们的认可和广泛使用。

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理。

1.抛光蜡---适用对象:本产品适用于金属表面粗糙的低度不锈钢制品、钢铁、锌、铝、碳素钢管、铜、铁材锌合金等金属制品抛光。使用方法:配合油麻轮、布麻轮、风布轮使用。

2.油麻轮---黄油麻轮以优质国产麻为原料,用剑麻车压制成,且经过桐油泡浸之后风干,坚硬、锋利、切削力强。适用于不锈钢管的抛光,以及其坚硬和锋利而成为最佳选择,还适用于不锈钢工件的抛光磨光,以及合金工件、铜件等。绿油麻轮,不但比同类产品耐温耐用,且在清除拉伤过程,亮度和光洁度上会有更佳的境界。绿麻轮适用大管、小管和

薄管,效果会更佳。

3. 白布轮---以进口高档布及国产优质布为原材料,实施自动化生产作业,所生产的白布轮,不但比同类产品耐温耐用,且在清除螺旋纹过程,亮度和光洁度上会有更佳境界。

4. 布麻轮(剑麻轮)---本产品用剑麻和棉布配合,车轧制成;剑麻锋利,

棉布粘蜡的双重作用下特显磨削力.适用于种钢,铜,铸铁等粗金属制品

的深加工和表面抛光.

5. 风布轮---由高密度纯棉坯布按45度角的布织纹栽剪,用机器冲压制成,精细而耐磨,每页之间有波浪形的间隙在布轮高速转动时,打磨产生的高温,由波浪扇风间隙散热降温,而被免烧坏工件,配合白蜡或绿蜡

进行精磨,可达到超镜面效果

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水性环氧树脂的制备方法

水性环氧树脂的制备方法 转载于[url]https://www.doczj.com/doc/8310605702.html,[/url] 水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液,三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。根据制备方法的不同,环氧树脂水性化有以下四种方法:机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。 1)机械法 机械法即直接乳化法,可用球磨机、胶体磨、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末,然后加入乳化剂水溶液,再通过机械搅拌将粒子分散于水中;或将环氧树脂和乳化剂混合,加热到适当的温度,在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单,所需乳化剂用量较少,但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大,粒子形状不规则且尺寸分布较宽,所配得的乳液稳定性差,粒子之间容易相互碰撞而发生凝结现象,并且该乳液的成膜性能也欠佳。当然提高搅拌分散时的温度可以促进乳化剂分子在环氧树脂微粒表面更为有效地吸附,使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。 2)化学改性法 化学改性法又称自乳化法,即将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上,或嵌段或接枝,使环氧树脂获得自乳化的性质,当这种改性聚合物加水进行乳化时,疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒,离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面,由于带有同种电荷而相互排斥,只要满足一定的动力学条件,就可形成稳定的水性环氧树脂乳液,这是化学改性法制备水性环氧树脂的基本原理。根据引入的具有表面活性作用的亲水基团性质的不同,化学改性法制备的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。 a、阴离子型 通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能性基团,中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。常用的改性方法有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。功能性单体扩链法是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反应,在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团,中和成盐后就可分散在水相中。自由基接枝改性法是利用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大,在过氧化物作用下易于形成自由基,能与乙烯基单体共聚,可将丙烯酸、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中,再中和成盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。 b、阳离子型 含胺基的化合物与环氧树脂反应生成含叔胺或季胺碱的环氧树脂,再加入挥发性有机一元弱酸如醋酸中和得到阳离子型的水性环氧树脂。这类改性后的环氧树脂在实际中应用较少,这是因为水性环氧固化剂通常是含有胺基的碱性化合物,两个组分混合后,体系容易出现破乳和分层现象而影响该体系的使用性能。 c、非离子型 一般多在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团,同时保证每个改性环氧树脂分子中有两个或两个以上环氧基,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如用分子量为4000~20000的双环氧端基乳化剂与环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合,以三苯基膦化氢为催化剂进行反应,可制得含亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链端的环氧树脂,该树脂不用外加乳化剂便可溶于水,且耐水性增强。另外,这种方法制得的粒子较细,通常为纳米级,前面两种方法制得的粒子较大,通常为微米级。从此意义上讲,化学法虽然制备步骤多,成本高,但在某些方面具有实际意义。 在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团,同时保证每个改性环氧树脂分子上有两个或两个以上环氧基,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反应,形成端基为环氧基的加成物,利用此加成物和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合,以三苯基磷为催化剂进行反应,可得到含有亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中,且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中,因而增强了涂膜的耐水性。并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯链段后,交联固化的网链分子量有所提高,交联密度下降,形成的涂膜有一定的增韧作用。 3)相反转法 相反转是一种制备高分子量环氧树脂乳液较为有效的方法,II型水性环氧树脂涂料体系所用的乳液通常采用相反转方法制备。相反转原指多组分体系(如油/水/乳化剂)中的连续相在一定条件下相互转化的过程,如在油/水/乳化剂体系中,其连续相由水相向油相(或从油相向水相)的转变,在连续相转变区,体系的界面张力最低,因而分散相的尺寸最小。通常的制备方法是在高剪切力条件下先将乳化剂与环氧树脂均匀混合,随后在一定的剪切条件下缓慢地向体系中加入水,随着加水量的增加,整个体系逐步由油包水型转变为水包油型,形成均匀稳定的水可稀释体系。乳化过程通常在常温下进行,对于固态环氧树脂,往往需要借助于少量溶剂和加热使环氧树脂粘度降低后再进行乳化。

环氧树脂生产工艺

环氧树脂生产工艺 摘要:对环氧树脂进行简单的介绍,包括其定义,发展概况,分类及其生产工艺等等。选取了双酚A型环氧树脂为例,介绍其生产工艺中的原料,流程,设备以及后期的“三废”的处理。 关键词:环氧树脂发展概况生产工艺 定义及发展概况 1.环氧树脂定义 环氧树脂(Epoxy Resin)是指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称,是一类重要的热固性树脂。最常用的双酚A 型环氧树脂含2个环氧基。化学名称:双酚A二缩水甘油醚. 英文名称: Diglycidyl ether of bis phenol A(缩写DGEBP A),其结构为: 2.发展概况 环氧树脂的发明曾经历了相当长的时期,它的工业化生产和应用仅是近40年的事情。 在19世纪末和20世纪初两个重大的发现揭开了环氧树脂发明的帷幕。远在1891年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷反应生成了树脂状产物。1909年俄国化学家Prileschajew发现用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物。这两种化学反应至今仍 是环氧树脂合成中的主要途径。 我国的环氧树脂的开发始于1956年,在沈阳、上海两地首先获得了成功。1958年上海开始工业化生产。经过40余年的努力,我国环氧树脂生产和应用得到了迅速的发展。目前生产厂家已达100余家。生产的品种、产量日益增多,质量不断提高,在现代化的建设中正起着越来越重要的作用。 环氧树脂的分类及其合成工艺 1.分类 按化学结构差异:环氧树脂可分为缩水甘油类环氧树脂和非缩水甘油类环氧树脂2大类。 按分子中官能团的数量:环氧树脂可分为双官能团环氧树脂和多官能团环氧树脂。 按室温下的状态:环氧树脂可分为液态环氧树脂和固态环氧树脂。 2.生产工艺 环氧树脂的种类繁多,不同类型的环氧树脂的合成方法不同。环氧树脂的合成方法主要有两种:(1) 多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活泼氢原子的化合物与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。(2) 链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸经环氧化而成。

环氧树脂防腐涂料

环氧树脂防腐涂料 张金欣 摘要: 本文介绍了防腐涂料的概念以及其种类,防腐涂料一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料,本文重点介绍了环氧树脂防腐涂料,另外还介绍了环氧树脂的结构改性、防腐涂料的涂装的施工以及国内的防腐涂料的应用领域等。 关键词: 防腐材料,环氧树脂,改性,涂装施工,应用领域。 Epoxy resin anticorrosive coatings Zhangjinxin Abstract: This paper introduces the concept of the anticorrosion coating and its sort, anti-corrosion coatings are generally classified into conventional anti-corrosion coatings and heavy anti-corrosion coatings, this paper introduces the epoxy resin coatings, and also introduces the structure of the epoxy resin modified, the anticorrosion coating of painting as well as the domestic construction of anti-corrosion coatings applied field. Key words: Anticorrosion material, epoxy resin, modification, coating construction, application field. 1 引言 环氧树脂是平均每个分子含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂以其已于加工成型、固化物性质优异等特点而被广泛应用,通过环氧结构改性、橡胶改性、填充无机材料、膨胀单体改性等高性能化后可以制成防腐涂料,环氧树脂涂料有优良的物理机械性能,最突出的是它对金属的附着力强、固化收缩率低;另外,它的耐化学药品性和耐油性也很好,特别是耐酸碱性非常好。环氧树脂涂料

水性环氧树脂

水性环氧树脂的研究进展 摘要:本文简要地介绍了水性环氧树脂的原理和特点,系统地介绍了当前国内外水性环氧树脂的制备方法和研究现状,,并对其研究前景进行了展望,指出了今后研究的方向。 关键词:水性;环氧树脂;研究 Progress in research on waterborne epoxy resin Abstract: This paper firstly introduced the mechanism and characteristic of waterborne epoxy resin, thenmainly introduced the p resent p reparation methods and investigation status at home and abroad,And its research prospect, points out the future direction of the research. Key words: :water - borne ;epoxy;research 0 前言 环氧树脂分子结构中含有独特的环氧基、羟基、醚键等活性基团和极性基团,使其固化物具有附着力高、电绝缘性好、耐化学品腐蚀等特点,广泛应用于金属防腐蚀涂料、建筑工程中的防水堵漏材料、灌缝材料、胶粘剂等工业领域。常用的环氧树脂难溶于水,易溶于有机溶剂,而有机溶剂往往价格较高,且具有挥发性,容易对环境造成污染。 与溶剂型涂料相比,水性环氧涂料的VOC 含量低、气味较小、使用安全、并可用水清洗[1] ,同时它还兼有溶剂型环氧涂料良好的耐化学品性、附着性、机械物理性、电器绝缘性以及低污染、施工简便、价格便宜等优点[2 ] 。因此以水为分散介质或溶剂的水性环氧树脂不仅是环境友好型材料,而且符合可持续发展战略。 随着世界各国对环境保护的日益重视,开发不含有挥发性有机化合物,制备出环保型的水性环氧树脂涂料已经成为涂料工业新的发展趋势[ 3,4] 1水性环氧树脂的原理和特点 水性环氧树脂,是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体的形式,分散在以水为连续相的介质中,配制成稳定的分散体系[ 5 ] 。由于环氧树脂本身不溶于水,其水性化实际上是在环氧树脂的分子链中引入亲水性的分子链段,或者加入亲水性组分,使环氧树脂能够在水中溶解 或分散的过程。与有机溶剂型环氧树脂相比,使用水性环氧树脂配制的水性环氧涂料具有许多优点[ 6,7 ] : ⑴以水作为分散介质,不含有机溶剂,或挥发性有机化合物的含量较低,无环境污染; ⑵操作性能好,施工工具可以用水直接清洗,操作安全、方便; ⑶对大多数基材具有良好的附着力,并可以与水泥或水泥砂浆配合使用; ⑷可在室温和潮湿的环境中固化,有合理的固化时间,并保证有较高的交联密度。 与此同时,水性环氧涂料也存在部分缺点[ 8 ] : ⑴与有机溶剂相比,水的蒸发热高,在低温和高湿的情况下,水的蒸发更慢,使表干时间延长; ⑵水的表面张力较高,对基材的润湿性较差,尤其是除油不干净的底材更难润湿; ⑶水的导电率高,在涂膜干燥过程中易使金属腐蚀;

水性丙烯酸涂料配方设计

1.丙烯酸酯涂料简介 1.1 定义 以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的树脂称丙烯酸酯树脂,由丙烯酸酯树脂为主要基料的涂料属丙烯酸酯涂料。 1.2 结构 丙烯酸树脂的化学结构如图1,其中R为-H、-CN、烷基、芳基和卤素等;R为-H、烷基、芳基、羟烷基;其中-COOR也被-CN、-CONH2、-CHO等基团取代。作为涂料用丙烯酸树脂则主要是丙烯酸、甲基丙烯酸及其脂与苯乙烯经共聚而得到的热塑性或热固性丙烯酸系树脂,以及其他树脂(如醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂等)改性的丙烯酸树脂。 图1 1.3丙烯酸酯涂料的分类 1.3.1按成膜特性分类 (1)热塑性丙烯酸酯涂料 热塑性丙烯酸酯涂料由丙烯酸树脂溶于有机溶剂制得,如丙烯酸清漆、丙烯酸磁漆,带溶剂挥发后,形成美观而坚固的涂膜。 (2)热固性丙烯酸酯涂料 热固性丙烯酸酯涂料则是通过自交联或与环氧树脂、氨基树脂、

异氰酸酯等交联(常温或烘干)完成成膜过程,交联使漆膜变成巨大的网状结构,提高了涂膜多方面的物理性能及防腐蚀、耐化学品性能。 1.3.2按丙烯酸酯涂料形态分类 按丙烯酸酯聚合物的形态分类和性质分为三种:溶剂型、水性、无溶剂型,如表1-1。 表1-1 丙烯酸酯涂料按形态分类 1.3.3按丙烯酸酯涂料用途分类 ①木器用丙烯酸酯涂料;

②建筑用丙烯酸酯涂料; ③汽车用丙烯酸酯涂料; ④工业防腐蚀用丙烯酸酯涂料; ⑤塑料表面用丙烯酸酯涂料; ⑥家电用丙烯酸酯涂料; ⑦预涂装用丙烯酸酯涂料; 1.4热塑性丙烯酸树脂涂料的优点 ①与硝基清漆、醇酸树脂涂料相比,他的耐候性优良; ②保光性优良,具有深邃的光泽和透明性; ③耐水性优良,耐酸、耐碱性优良,对洗涤剂有较强的抗性; ④只要底漆选择适当,附着力就良好; ⑤抛光性良好; 1.5热塑性丙烯酸树脂涂料的缺点 ①施工性能不好,流动展平性不良,透干性不好,涂料易流挂; ②耐溶剂性差,当遇到溶剂时会发生再溶解容易溶胀; ③相溶性差,难以与其他树脂并用; ④热敏感性差,研磨性不好,糊砂纸。 2.水性丙烯酸酯树脂的合成 2.1合成原理

水性环氧树脂的制备与性能研究

水性环氧树脂的制备与性能研究 李进,张良均,童身毅,唐进伟 (武汉工程大学化工与制药学院湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室,武汉430074) 慧聪涂料网讯:摘要:采用中等相对分子质量环氧树脂与聚醚反应,合成了非离子环氧树脂乳化剂,再结合相反转技术,制备水性环氧树脂乳液。讨论了乳化剂的用量对乳液粒径和稳定性的影响;研究了乳化剂、环氧固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。 关键词:环氧树脂;水性环氧树脂;相反转技术 0.引言 环氧树脂固化物具有优异的物理化学性能,尤其以优良的耐水性、耐化学品性、极佳的粘附性能而广泛应用于涂料领域[1]。现在,人们在追求涂料高性能的同时,对于节约资源、保护生态环境越来越重视,研究开发水性环氧涂料已经成为涂料工业发展的一大趋势,具有广阔的前景。转相乳化法是制备高分子聚合物水基化微粒体系的有效方法[2],但制备乳胶粒径小且分布均匀、稳定性好的乳液体系受许多因素影响,其中乳化剂的影响最为重要。近年来,对于非离子型乳化剂及其合成乳液的报道已经很多[3-7],本文利用环氧基团的高反应活性,在Lewis酸的催化作用下,与亲水性的聚乙二醇进行亲核加成反应,合成了具有两亲性同时又带有与油相成分完全相同组分的高分子乳化剂,同时对在乳化剂用量不同的条件下乳液的粒径和稳定性进行了考察,并且研究了乳化剂的用量、AB-HGF固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。 1.实验部分 1.1原材料 双酚A型环氧树脂:江苏三木集团;聚醚:分析纯,上海化学试剂公司;乙二醇丁醚:化学纯,天津东天正精细化学试剂厂;三氟化硼乙醚络合物:化学纯,国药集团化学试剂有限公司;AB-HGF水性环氧固化剂:浙江安邦新材料发展有限公司。 1.2环氧树脂乳化剂的合成 在干燥氮气保护下,将脱水的聚醚和环氧树脂按环氧基与羟基物质的量的比为1∶1.0~1.2的比例加到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的四口烧瓶中,搅拌下,升温至80~90℃使原料熔化,搅拌混匀,滴加催化剂三氟化硼乙醚络合物,在90~110℃下反应5~6h,出料,室温冷却即得乳化剂EP-S。 1.3水性环氧乳液的制备 采用转相乳化法,将环氧树脂溶于一定量的乙二醇丁醚中,再一定比例加入上述合成的乳化剂EP-S,然后使用高速乳化机在转速为3000r/min下乳化,乳化温度60~75℃,乳化同时滴加蒸馏水直至体系的黏度突然下降。此时体系由油包水转变为水包油(用电导率的变化表征),高速乳化一定时间,制得稳定的水分散环氧乳液。 1.4涂膜的制备 将制备好的水性环氧树脂乳液和AB-HGF水性环氧固化剂按照一定的比例混合,滴加少量消泡剂,搅拌均匀,用涂布器将其涂布于预处理过的马口铁板上,室温固化。 1.5分析与测试 乳液黏度的测定:NDJ-79型旋转式黏度计测定;乳液分散相粒子粒径(简称粒径)分布测定:JL-1155型激光粒度分布测试仪测定;乳液离心稳定性测定:将一定量的乳液装入离心机配套试管,用800型离心沉淀器,在3000r/min下旋转一定时间,观察是否分层进行评定;固化物的热失重分析:DuPont-951热重分析仪测定。 1.5.1漆膜干燥时间测定 将适当的AB-HGF固化剂按照一定的配比加到环氧树脂乳液体系中,搅拌均匀成固化混合

水性防腐涂料的发展现状

精心整理 水性防腐涂料的发展现状 水性防腐涂料的发展现状时间:2017-04-0810:34来源:中海油常州环保涂料有限公司作者:何庆迪,许洋,沈雪锋0引言金属腐蚀每年都会对机械、设备等造成巨大的破坏,为了减少腐蚀造成的经济损失,一般会在金属表面 2020 VOC 作用:通过在涂料中添加一些活泼金属作为填料,产生腐蚀时,活泼金属先反应,从而达到对基材的保护目的。比如钢铁基材表面可以采用富锌涂料进行保护,但要注意电化学保护对钢基材要求很高,表面必须绝对清洁,喷砂处理至少达到Sa2.5级。2水性防腐涂料的分类及发展状况按成膜物质的组成可将水性防腐涂料分为水性丙烯酸涂料、水性醇酸涂料、水性聚

氨酯涂料、水性环氧涂料、水性无机富锌涂料等。目前,研究应用较为广泛的是水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料及水性无机富锌涂料,下面主要针对这4种水性防腐涂料进行讨论。2.1水性丙烯酸防腐涂料水性丙烯酸防腐涂料以(甲基)丙烯酸及其酯类共聚物为成膜物质,具有施工方便、快干、耐候、耐水等特点,可用作水性防腐底漆、中间漆和面漆。但由于水性丙烯酸树脂属于热塑性材料,存在耐溶剂性差、硬度 亲水的丙烯酸树脂,再在乳化剂作用下与环氧树脂反应,经过中和成盐,最后经乳化剂乳化,制成纳米级的丙烯酸环氧乳液,适合制备油罐内、外壁及管线防腐涂料,耐酸碱介质、耐盐水1个月无变化。刘胜波等以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、环氧丙烯酸酯功能单体、磷酸酯功能单体为原料,采用半连续种子乳液聚合法制备含磷、

含环氧基团的丙烯酸乳液。研究表明:环氧丙烯酸酯和磷酸酯功能单体用量分别为单体总量的4%时,制得的水性防腐涂料的综合性能最佳,耐盐水性达700h。吴道新等采用丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸4种单体共聚,制备了性能优良的水性防腐涂料用乳液。此外,还可以通过交联技术提高涂膜的致密性,进而提高乳液的防腐性能。N-羟甲基丙烯酰胺不仅能提高聚合物的耐化学品性,还能赋予聚合物防锈性能,增加对金属的 2.2 氧树脂占乳液总量的45%时,用其制备的单组分防腐涂料的耐腐蚀性能最佳。朱德勇等采用拜耳公司的水性聚氨酯分散体BayhydrolUH245制备水性单组分防腐涂料,其耐盐雾性优异,且施工容易,完全可以满足轻到中等的防腐要求。王雪等以环氧树脂开环制备的环氧树脂多元醇为改性剂,与异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯

水性环氧树脂制备的研究进展

水性环氧树脂制备的研究进展 梁凤飞,陈立新,赵慧欣 (西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安 710129) 摘 要:对水性环氧树脂(EP )的制备方法和机制进行了分类及论述,对不同水性化技术方法的特点 进行了分析比较。总结了EP 水性化的最新研究进展,并对其应用前景进行了展望。 关键词:水性环氧树脂;合成方法;机理中图分类号:TQ323.5 文献标志码:A 文章编号:1004-2849(2011)05-0052-04 收稿日期:2010-12-26;修回日期:2011-02-17。 作者简介:梁凤飞(1986—),陕西榆林人,硕士,主要从事环氧树脂及其复合材料等方面的研究。E-mail :liangfengfei123@https://www.doczj.com/doc/8310605702.html, 通讯作者:陈立新。E-mail :liixn@https://www.doczj.com/doc/8310605702.html, 0前言 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[1-2]。但是,常用的EP 大多为黏稠的液体或者是固体,难溶于水,只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂中。大多数传统的有机溶剂具有较强的挥发性,不但价格昂贵,而且对环境有很大的污染,这一缺陷大大限制了传统溶剂型EP 的应用。随着人类对环境问题的日益关注和相关法律制度的不断健全,不含挥发性有机物(VOC ),或只含低挥发性有机物,或者是不含有害空气污染物(HAP )的EP 体系便应运而生,并逐渐成为国内外研究的热点[3]。 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[4]。但是它的缺点也非常明显,固化过程中水挥发相对较慢,从而使得树脂体系的表干时间变长;此外,水的表面张力较高,对于除油不净的底材而言,两者的浸润性更差。如何实现更好的浸润也是一个亟待解决的问题[5]。 1水性EP 的制备方法 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。要制备稳定的水性EP 体系,必须在其分子链中引入强的亲水基团(如羟基、羧基等)或者是在水性体系中加入一些同时亲水和亲油的组分(乳化剂)[6]。水性EP (准确地讲,应该是分散在水中的EP 胶液),可分为水乳型EP 胶液(EP 水乳液)和水溶性EP 胶液(EP 水溶液)两类。其制备方法有两种:乳化剂乳化法和自乳化法。 1.1乳化剂乳化法 乳化剂是表面活性剂的一种,在结构上同时含 有亲水以及亲油组分。它的HLB 值是影响其乳化性能及其乳化效果的决定性因素[7]。因此,想要得到稳定的乳液,必须选择具有合适HLB 值的乳化剂。对 中国胶粘剂 CHINA ADHESIVES 2011年5月第20卷第5期Vol.20No .5,May 2011 52--306()

水性环氧涂料的现状与应用研究分析

水性环氧树脂涂料性能与应用 摘要本文综述了水性环氧树脂涂料的分类和性能,介绍了目前国内外关于水性环氧树脂涂料的研究现状及与应用,并展望了水性环氧树脂涂料的发展前景。 关键词水性环氧树脂涂料;性能;合成;应用;前景 第七届“中国深圳水性涂料与涂装技术高峰论坛” 指导单位:深圳市科学技术协会 主办单位:深圳市涂料技术学会 水性环氧涂料的现状与应用研究 讲师:聂朝阳技术总监 单位:深圳市彩田化工有限公司 引言 近些年来,环境保护的要求日益迫切和严格,许多国家因此相继颁发了有关控制VOC(挥发性有机化合物, Volatile Organic Compound)的法令。由于环保法规不断强化促使涂料工业加速发展, 其中发展最快的是水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料和辐射固化涂料,其中由于溶剂价格的上涨以及环境保护法规的限制,使得以水作为溶剂成为涂料发展的一个热点。开发既不含VOC或不含HAP (有害空气污染物, Hazardous Air Pollutants)的系统成为新的研究方向,[1]水性环氧树脂涂料具有无污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和发展前景。 1 水性环氧树脂涂料概述 水性环氧树脂涂料被称作“绿色涂料”。绿色环保是当今世界的主题也是人类文明进步的表现。水性环氧树脂涂料具有有意的金属附着性和防腐蚀性,同时还有很好的化学稳定性和粘结性能,故水性环氧树脂涂料是目前各国研究的重点。 1.1 水性环氧树脂涂料定义 水性环氧树脂涂料是由水性环氧树脂改性聚酰胺树脂及其它辅助材料配置而成的,对基材的附着力强,耐化学药品性及电绝缘性能优异。水性环氧树脂涂料由双组分构成:(1)疏水性环氧树脂分散体(乳液);(2)亲水性的胺类固化剂。 1.2 水性环氧树脂涂料的分类 目前水性涂料品种繁多,大致分为三种主要类型:水分散型、胶体分散型、和水溶性。市场上广泛使用的主要是疏水性环氧树脂和亲水性胺类固化剂2个组分,根据2个组分的物理形态可分为5种类型。 水性环氧树脂的分类方法很多,按照经典的分类方法将水性环氧树脂涂料分成Ⅰ型、II 型、Ⅲ型、Ⅳ型等4类:Ⅰ型水性环氧树脂体由低分子液体双酚A环氧树脂和水性固化剂组成。采用各种活性稀释剂来调节环氧树脂的粘度和固化后涂膜的交联密度。II型采用高分子量固体双酚A型环氧树脂。环氧树脂是亲油性分子,其亲水亲油平衡值( HLB)小于Ⅲ型。Ⅲ型由低分子量的液体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成,低分子量液体环氧树

水性环氧树脂的合成及其性能研究

目录 1.引言 (2) 2.实验 (5) 2.1仪器与试剂 (5) 2.2实验方法 (5) 2.3表征 (6) 3.结果与讨论 (6) 3.1反应机理 (6) 3.2红外吸收光谱 (6) 4.结论 (7) 参考文献 (7) 致谢 (9) 水性环氧树脂的合成及其性能研究 孙衎,安徽师范大学化学与材料科学学院 摘要:本研究以丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸(AMPS)为水性单体,对环氧树 脂E51进行改性。此共聚物不需中和,就能获得良好的水分散性。设计出了AMPS 改性环氧树脂的反应路线,通过正交实验和对比实验,对反应物配比、聚合温度和引发剂用量等反应条件进行了优化,并探讨了影响反应稳定性的因素。由于AMPS的高聚合活性,须采用一些较为特殊的单体滴加方法,以保证共聚反应的稳定进行。 关键词:环氧树脂;丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸(AMPS);接枝反应;水溶性 Synthesis and Performance Study of Water-soluble Epoxy Resin Sun Kan, College of Chemistry and Materials Science Abstract: The epoxy resin emulsion derived from chemical method received much attention due to absence of surfactant. It is characteristic of self-emulsification,

dispersoid particle was small at nano level. The modifier reported in the literature to prepare anionic epoxy resin was mostly acrylic monomers. Epoxy resin can obtain water-disposability after carboxyl group was introduced and neutralized. The emulsion prepared by this approach only could keep stable under the alkalescent circumstance. If pH value vary, the system tend to agglomerate or gelate which is bad to preservation and untilization. Key words: epoxy resin, 2-acrylamido-2-methyl-l-propanesulfonic acid, graft polymerization, water solubility 1.引言 环氧树脂(Epoxy resin)是泛指含有两个或者两个以上环氧基,以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并通过环氧基团反应形成的热固性产物的高分子低聚体,是一种从液态到粘稠态、固态多种形态的物质。其典型的结构式如下: 环氧树脂具有优异的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘结性能,可以作为涂料、浇铸料、模压料、胶粘剂、层压材料以直接或间接使用的形式渗透到日常生活用品到高新技术领域的国民经济的各个方面,特别是在涂料应用领域。目前全世界范围内40%的环氧树脂用于涂料[1]。 水性环氧树脂是指环氧树脂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。由于环氧树脂是线型结构的热固性树脂,所以施工前必须加入水性环氧固化剂,在室温环境下发生化学交联反应,环氧树脂固化后就改变了原来可溶可熔的性质而变成不溶不熔的空间网状结构,显示出优异的性能。水性环氧树脂涂料除了具有溶剂型环氧树脂涂料的诸多优点,如对众多底材具有极高的附着力,固化后的涂膜耐腐蚀性和耐化学药品性能优异,并且涂膜收缩小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能优异等,还具有不含有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低,不会造成空气污染,因而满足当前环境保护的要求;同时以水作为分散介质,价格低廉、无气味、不燃,储存、运输和使用过程中的安全性也大为提高;再次是水性环氧树脂涂料的操作性能好,施工工具可用水直接清洗。水性环氧树脂涂料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,并保证有很高的交联密度,这是通常的水性丙烯酸涂料和水性聚氨酷涂料所无法比拟的。水性环氧树脂的研制在近几十年变得异常活跃[2]。国外从20世纪70年代起开始开发水性环氧树脂涂料,其性能已可达到与溶剂型环氧涂料相当的水平。 与溶剂型涂料相比,水性环氧涂料具有诸多优点,如低的VOC含量[4]、较小的气味、使用安全、可用水清洗等,在工业和商业上具有很大的吸引力,正在被

水性防腐涂料的发展现状

水性防腐涂料的发展现状 水性防腐涂料的发展现状时间:2017-04-08 10:34来源:中海油常州环保涂料有限公司作者:何庆迪,许洋,沈雪锋0 引言金属腐蚀每年都会对机械、设备等造成巨大的破坏,为了减少腐蚀造成的经济损失,一般会在金属表面涂覆防腐涂料,起到屏蔽、钝化、电化学保护作用。随着国民经济的持续发展,我国防腐涂料的市场规模已仅次于建筑涂料,位居第二位,预计到2020年我国防腐涂料的市场规模将突破100 万t 大关。目前,防腐涂料基本均为溶剂型涂料,涂料中含有大量的挥发性有机化合物(VOC),易燃,会对人体和环境造成危害。2013 年3 月31 日广东省正式施行《水性聚氨酯防腐涂料(双组分)标准》,该标准是我国出台的首个水性防腐涂料标准;财政部国家税务总局通知从2015 年2 月1 日起对于施工状态下VOC 含量大于420 g/L 的涂料征收消费税。这些标准与法规的出台,体现了我国对环境问题的重视,促进涂料工业向水性化方向发展,也推动了涂料行业的结构调整和产品的升级换代。 1 防腐涂料的作用机理屏蔽作用:通过在金属表面形成致密的涂层来隔离腐蚀介质与金属的接触,以达到防腐目的。钝化作用:借助涂料中某些颜料(如磷酸锌、三聚磷酸铝等)改变金属的表面性能,使金属表面钝化,从而达到延缓腐蚀的目的。电化学保护作

用:通过在涂料中添加一些活泼金属作为填料,产生腐蚀时,活泼金属先反应,从而达到对基材的保护目的。比如钢铁基材表面可以采用富锌涂料进行保护,但要注意电化学保护对钢基材要求很高,表面必须绝对清洁,喷砂处理至少达到Sa 2.5 级。2 水性防腐涂料的分类及发展状况按成膜物质的组成可将水性防腐涂料分为水性丙烯酸涂料、水性醇酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料、水性无机富锌涂料等。目前,研究应用较为广泛的是水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料及水性无机富锌涂料,下面主要针对这4 种水性防腐涂料进行讨论。2.1 水性丙烯酸防腐涂料水性丙烯酸防腐涂料以(甲基)丙烯酸及其酯类共聚物为成膜物质,具有施工方便、快干、耐候、耐水等特点,可用作水性防腐底漆、中间漆和面漆。但由于水性丙烯酸树脂属于热塑性材料,存在耐溶剂性差、硬度不高等缺陷,所以传统的单组分丙烯酸涂料很难在防腐领域得到应用。目前的研究重点在于对水性丙烯酸树脂的改性方面,已有多家公司和研究所开发出了可用于水性防腐涂料的改性丙烯酸乳液。奚丽萍等采用新型二烷氧基型硅烷偶联剂及传统三烷氧基型硅烷偶联剂 对苯丙乳液进行改性。研究表明:采用新型二烷氧基型硅烷偶联剂KH-578(3- 缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)改性苯丙乳液的防腐性能最佳。Robert F 等用有机氟对水性丙烯酸树脂进行改性,合成出一种新型的防腐涂料,防腐性

水性环氧树脂体系

水性环氧树脂体系 水性环氧树脂体系能够有效的降低挥发性有机物的使用,符合环保要求,因此在工业生产和生活中得到了广泛的应用。密切常用的环氧树脂涂料大部分是溶剂型的,其中的挥发物则含有易燃易爆的有毒物质,在挥发的过程中直接排放到大自然中,在阳光的作用下会形成烟雾或者酸雨,对环境产生了比较大的破坏作用。水性涂料以及高固体份涂料等环保型的涂料日益得到了人们的重视,因此得到了比较快的发展,而且水性涂料在使用的过程中还具有节省资源、有机物排放量比较低的优点。 1.环氧树脂的性能简介环氧树脂是常用的热固性树脂,在热固性树脂中的用量比较大,而且应用比较广泛。在环氧树脂中含有独特的环氧基、羟基以及醚键等活性基团,所以能够表现出优异的性能。环氧树脂具有许多种类,而且性能各异,还具有非常多的改性剂、促进剂、添加剂等,可以组成多种组合,从而得到性能不同的环氧固化体系,能够满足各种性能和工艺的要求。 环氧树脂具有良好的力学性能,其分子结构紧密,具有非常强的内聚力,其力学性能比不饱和的聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂优良的多。而且还具有黏结强度高,粘接性能优异等优点,其中含有的羟基、环氧基、醚键等具有比较大的活性,决定了其良好的黏接强度,可以用来作为结构胶。对于大部分金属和非金属材料都具有良好的粘接性,例如木材、玻璃、陶瓷等。但是大部分环氧树脂都不能溶于水,对环境有比较大的危害,给其施工、运输以及存储等都带来了不便,因此用水来作为溶剂的水性环氧树脂受到了人们的重视[2]。水性环氧树脂不但对环境比较友好,而且可以在潮湿的界面上施工,而且使用简单,对于施工环境的要求不高,便于清洗、存储等优点,因此成为了环氧树脂发展的主要方向。

水性环氧树脂合成工艺

水性环氧树脂合成工艺 姓名:吴世杰 学号:S1511W0716 环氧树脂因为杰出的机械性能,良好的耐热性和绝缘性被应用于我们生活的方方面面,小到罐用涂料,防腐蚀涂料,工业地坪涂料,水泥添加剂和混凝土封闭底漆,大到核设施,航空工业粘合剂,无不存在着环氧树脂的身影。环氧最早可追溯至1909年俄国化学家Prileschajew 用过氧化苯甲醚和烯烃反应生成环氧化合物,这是人类第一次合成环氧树脂,环氧树脂的单体中至少有一个含有环氧基团的化合物,环氧化合物的通式可表示如下: 本人研究的课题是水性环氧树脂,环氧树脂是一种热固性高分子材料,水性环氧树脂是指环氧树脂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。环氧树脂具有物理机械、电绝缘、耐化学品和粘结等方面的优异性能,作为涂料、胶粘剂、层压材料等被广泛应用于国民经济的各个领域。但由于常用的环氧树脂在使用过程中大多必须使用芳香烃及酮类等有机溶剂来溶解,有机溶剂又具有许多不利于储运和施工的缺点,如易燃、易爆、有毒、污染环境等。随着社会的进步和人们对环境质量要求的不断提高以及各国环保标准、法规的不断完善,不含或少含可挥发性有机物(VOC)与空气有害污染物(HAP)的环境友好绿色化学品及材料受到广泛关注,环保型的水性环氧树脂便应运而生,并且越来越受到人们的重视,得到迅速发展。 水性环氧树脂可分为水乳型环氧树脂胶液(环氧树脂水乳液)和水溶型环氧树脂胶液(环氧树脂水溶液)两大类。水乳型环氧树脂胶液包含两层意思,一是将本身不溶于水的环氧树脂在乳化剂作用下,借助于高速搅拌等机械手段使环氧树脂以微粒形式分散在水中,形成稳定的水乳液;二是在环氧树脂的分子结构中引入各种强亲水性基团,使之具有水溶性或自乳化功能。水溶型环氧树脂胶液是使新制备的环氧树脂自身具有水溶性。 水性环氧树脂不仅具有一般溶剂型环氧树脂的优点,如极高的附着力、固化涂膜的耐腐蚀性、耐化学药品性能、涂膜收缩率小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能优异等,而且不含有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低,不会造成空气污染,能很好地满足人们对环境保护及安全生产的迫切要求。同时以水作为分散介质,价格低廉、无气味、不燃,大大提高了储存、运输和使用过程中的安全性。水性环氧树脂不仅是一种环保型材料,而且具有施工性好,可在室温和潮湿的环境中固化,有合理的固化

水性环氧防腐涂料耐盐雾性能研究解读

水性环氧防腐涂料耐盐雾性能研究 曾凡辉陈红梅谢续江 (株洲时代电气绝缘有限责任公司,湖南412001 摘要:介绍了盐雾腐蚀机理及影响水性环氧防腐涂料耐盐雾性能的各种因素,解决了一般水性环氧防腐涂料耐盐雾性能差的问题,其涂料性能与溶剂型防腐涂料基本接近。 关键词:水性环氧防腐涂料;盐雾试验;环氧底漆 1 前言 以水为主要稀释剂和溶剂的水性环氧防腐涂料在国内经过近20年的研究开发,工艺技术已经日益成熟,由于它符合环保和节能要求,已成为现代防腐涂料的一个重要发展方向,目前在一些工业领域如化工防腐、汽车零部件、大型工业设备配件、集装箱及海洋防腐等方面已采用水性环氧防腐涂料。 水性环氧防腐涂料的耐盐雾试验是模仿含有大 量盐分的海洋大气,对金属材料及其保护层具有强烈的腐蚀性特点,考验涂膜在恶劣环境下的抗腐蚀能力。该方法是在1939年开始使用的,此后经过改进,使其不断完善,到目前已被普遍用来作为检验涂膜耐腐蚀性的方法。 盐雾腐蚀的三要素是水、氧和离子。涂层是一种高聚物薄膜,能不同程度地阻缓上述三要素的通过而发挥防腐作用。 在一般情况下,只要水中有014mol/L 以上盐的浓度,钠与氯离子就可以穿过涂膜扩散,因此在喷盐雾的情况下,下述阴极反应是不能抑止的: 1/2O 2+H 2O+2e y 2OH - 在无防腐蚀剂的情况下,对应的阳极也发生如 下反应:Fe y Fe 2++2e

阳极和阴极反应的结果,导致下列反应产生:Fe 2++2OH -y Fe (OH2 随后氧化为氧化铁造成了铁锈。总反应式如下:Fe+1/2H 2O+3/4O 2y 1/2Fe 2O 3#H 2O 离子透过涂膜比水和氧要慢得多,涂膜所含羟基离解后使其带负电,因而会选择性地吸收阳离子透入涂膜,经研究证实,一般涂膜会大量吸收阳离子(如Na +透入涂膜,而阴离子(如C l -则不易透入。离子透入涂膜的结果便使涂膜起泡、脱落[1]。 2 实验部分 211 水性环氧防腐涂料的配制 该涂料体系是由低分子量的环氧树脂和水性环氧固化剂组成。属?型环氧树脂体系,一般由水性环氧固化剂、颜填料、助剂和水组成漆料组分(甲组分;由环氧树脂和少量助溶剂组成另一组分(乙组分。这类体系中环氧树脂一般预先不乳化,而是在施工前将两组分混合搅拌,通过水性环氧固化剂来乳化油性环氧树脂,因此在此体系中,水性环氧固化剂既是交联剂又是乳化剂[2]。其基本配方见表1。 表1 水性环氧防腐涂料基本配方 原料名称质量分数/% 甲组分水性改性胺35~40 颜填料40~50 其它水性助剂2~3 (分散剂、消泡剂、增稠剂等 去离子水10~15乙组分 油性环氧树脂(环氧当量19090~95 助溶剂 5~10 212 主要性能指标

涂料配方设计

1,介绍: 粉末涂料由于其具有的无溶剂、施工简单、利用率高等特点而在全球市场高速增长,有机硅耐高温粉末涂料在美国八十年代在烤炉方面首先得到应用,而在九十年代中期快速在欧美市场快速增长。随着中国逐渐成为全球的灶具、烤炉等主要的生产基地。市场对耐高温粉末涂料的需要也日益增长。本文对耐高温粉末涂料的配方设计、问题处理、生产工艺等进行了介绍。 2,原理及性能介绍 2.1 原理 有机硅树脂的反应机理都是非常类似,其自身可以交联。在高温下的固化反应式如下: ~Si - OH + HO - Si ~ - - - > ~Si - O - Si ~ + H2O ~Si - OR + HO - Si ~ - - - > ~Si - O - Si ~ +ROH 此外,有机硅树脂中侧基不同的有机基团的热稳定性也有所不同:苯基〉甲基〉乙基〉丙基〉丁基〉己基 通常,有机硅树脂的固化温度不能低于200度。而270 和 350 °C之间的温度范围对于有机硅耐高温粉末涂料来说是个比较敏感的范围点。因为在此时有机硅组分还没有完全烧结完成,而有机组分已经开始燃烧分解。 此外,由于低Tg的有机硅树脂在储存和生产运输过程中遇到的结块问题使开发高Tg(玻璃化温度)的有机硅树脂也成为必然。现在,德国瓦克化学公司已经推出了Tg 〉65 的应用于耐高温粉末涂料的有机硅树脂,成功解决了高温天气下的运输、储存问题。 2.2 有机硅粉末涂料应该具有的性能? 与有机树脂不同的是,与适当的颜、填料配合使用的有机硅树脂应具有优秀的长期耐热性(200 - 650 °C)。 此外,对于食品接触的场合,有机硅树脂还应符合FDA 175.300 and BGVV – XV。良好的冷热交变性。通过把热板直接浸入冷水中,而涂膜不会损坏。 3.配方设计 3.1 基料的选择: 有机硅树脂是耐高温粉末涂料的必不可少的基料,有机硅树脂可以单独作为基料或与聚酯、环氧树脂拼用提高涂膜的耐高温性。同时配方中也应选用耐高温的无机颜料与填料以及适当的助剂。目前用于耐高温粉末涂料的有机硅树脂主要分为以下两种:

水性环氧树脂

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。要制备稳定的水性EP 体系,必须在其分子链中引入强的亲水基团(如羟基、羧基等)或者是在水性体系中加入一些同时亲水和亲油的组分(乳化剂)[3]。水性EP(准确地讲,应该是分散在水中的EP胶液),可分为水乳型EP 胶液(EP水乳液)和水溶性EP 胶液(EP 水溶液)两类。其制备方法有两种:乳化剂乳化法和自乳化法。 2.1乳化法 2.1.1乳化剂乳化法 乳化剂是表面活性剂的一种,在结构上同时含有亲水以及亲油组分。它的HLB 值是影响其乳化性能及其乳化效果的决定性因素。因此,想要得到稳定的乳

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