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环氧树脂改性方法的研究现状及进展【摘要】环氧树脂是一种重要的高分子材料，在工业生产和科研领域中具有广泛的应用。
为了改善环氧树脂的性能，研究者们一直在不断探索各种改性方法。
本文通过分类介绍了目前主流的环氧树脂改性方法，并总结了各种方法的研究现状和新进展。
还探讨了环氧树脂改性方法的应用前景和面临的挑战。
结合已有研究成果，对环氧树脂改性方法进行了总结，并提出了未来研究的方向和展望。
通过本文的综述，可以更全面地了解环氧树脂改性方法的研究现状，为相关领域的研究工作提供参考和借鉴。
【关键词】环氧树脂、改性方法、研究现状、新进展、应用前景、挑战、展望、总结、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景环氧树脂是一类重要的高性能塑料材料，具有优异的物理性能和化学性能，因此在航空航天、汽车、电子、建筑等领域具有广泛的应用。
传统的环氧树脂在一些特定领域中难以满足需求，比如耐磨性、耐高温性、抗冲击性等方面存在不足。
为了提高环氧树脂的性能，科研人员们纷纷探索各种环氧树脂改性方法。
环氧树脂改性方法的研究背景主要包括以下几个方面：随着科技的不断发展，人们对材料性能要求越来越高，对环氧树脂的改性需求也逐渐增加。
环氧树脂市场的竞争越来越激烈，产品同质化严重，通过改性可以赋予环氧树脂新的特性，增强其竞争力。
环氧树脂的改性不仅可以提高其性能，还可以扩大其应用范围，满足不同领域的需求。
研究环氧树脂改性方法具有重要意义，可以推动环氧树脂行业的发展，提高材料性能，拓展应用领域，并为解决一些实际问题提供新的思路和方法。
当前，环氧树脂改性方法的研究已经取得一系列成果，但仍有许多挑战与待解决的问题，需要进一步深入研究和探索。
1.2 研究目的环氧树脂是一种常见的高分子材料，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于涂料、粘接剂、复合材料等领域。
传统的环氧树脂在一些特定的应用场景下存在着一些问题，如耐化学腐蚀性不足、耐冲击性差等。
为了提高环氧树脂的性能和拓展其应用范围，研究人员不断探索各种环氧树脂改性方法。
CHINA COATINGS 2007年第22卷第10期0 前 言地坪涂料是工业涂料的重要领域之一,其产品包括环氧、环氧酚醛、氯化聚烯烃、聚氨酯等几大系列产品,使用范围从工业厂房、走廊、停车场到具有特殊要求的导电、防火花、耐化学品、防核辐射地坪,广泛应用于生产与生活的众多领域。
环氧树脂涂料以其硬度高、耐磨性好、附着力强、耐化学药品性优异等特点,广泛应用于工业地坪的涂装。
溶剂型环氧地坪涂料原料易得,性能优良,涂层附着力好,坚韧耐磨,不产生裂纹,耐化学品腐蚀。
但是为了扩大应用领域,满足环保需求,环氧地坪涂料应向零V O C(无溶剂和水性化)和功能化(如抗静电和高弹性)方向发展。
1 水性环氧地坪涂料随着人们环保意识的增强以及对施工环境要求的提高,水性环氧地坪涂料的应用迅速得到了推广。
水性地坪涂料的性能主要取决于配方的设计是否合理,而使用寿命的长短主要取决于基材处理是否合格。
它具有许多优点：环保、涂膜附着力高、耐腐蚀性和耐化学药品性能优异、硬度高、耐磨性好；涂膜固化后的少量水分可使涂膜具有微孔隙,可释放混凝土内部水汽的压力；可在室温和潮湿的环境中使用。
但是也有一些缺点：施工过程中的污物易使涂膜产生缩孔；不适宜冬季或低温环境施工；对抗强机械作用力的分散稳定性差等[1]。
双酚A型环氧树脂虽不溶于水,但在非离子型环氧地坪涂料的研究及应用进展□ 周盾白1,2,周子鹄2,贾德民1(1.华南理工大学材料学院,广州 510641； 2.广州市秀珀化工有限公司,广州 511495)表面活性剂作用下,能使其分散于水中成为稳定的乳液,可以用改性胺固化剂使其固化成膜。
由上海涂料研究所研制成功的国家“七五”攻关项目“6803水性环氧工业地坪涂料”,是以乳化型环氧树脂为主体,以改性聚酰胺为固化剂,根据不同要求,加入不同的辅助材料配制而成的。
这种涂料的研制成功,解决了我国工业地坪上的耐磨、防滑、防油渗、防水、防火等方面的问题[2-3]。
了较大变化。
即尽量选用聚酯材料减少环氧材料的使用以最大限度地降低成本。
我们不难看出环氧树脂价格上涨过快带来的负面影响。
年原材料供应情况发生了变化。
今年以来全球资源短缺特别是周边地区近几年环氧树脂生产与消费量大幅度增加而并没有新的产能增加加剧了区域性资源失衡导致今年价格大幅上涨这是造成环氧树脂价格上调的主要原因。
这与年双酚价格上涨有所不同由于全球的双酚产能过剩所以年的环氧树脂价格上涨在一段时间后可以得到缓解。
但的紧缺状况短时间内难以缓解所以高位平台会在相当长时间内得到保持直到供需平衡得到根本改善。
在此同时聚酯树脂生产的主要原材料新戊二醇和对苯二甲酸发生紧缺造成聚酯树脂价格大幅上涨目前聚酯树脂的价格已经接近环氧树脂的价格纯聚酯树脂突破元 大关有的已经达到元 。
市场分析表明原材料尤其是新戊二醇的短缺状况到年底前很难有缓解的可能。
这种原材料供应状况应当引起粉末企业的高度重视。
年我国粉末涂料用环氧树脂和聚酯树脂的主要供应商见表和表。
数据统计显示我国粉末涂料用助剂以国产助剂为主宁波南海化学有限公司是我国最大的助剂供应商所占市场份额在左右。
宁波志华六安捷通达、无锡万利、肇庆十盈等企业组成了第二梯队。
一些高档粉末涂料需要配用国外进口产品这些助剂在中国市场都有销售成为我国粉末助剂市场很好的补充。
年主要统计了纯聚酯粉末涂料用的和一羟烷基酰胺固化剂和 一羟烷基酰胺的国内主要供应商见表。
由于 的毒性问题在欧洲的使用受到限制因此的生产转入环保和安全健康法规尚不完善的第三世界国家。
我国的产量中有左右出口。
从产品质量来看国产的环氧氯丙烷残留量远远高于进口产品尽管环氯残留对粉末涂料产品质量影响不大但危害人体健康需要引起充分重视。
制粉设备行业状况年行业数据统计中我们共统计到制粉设备企业家主要分布在我国烟台地区。
年设备企业共为粉末涂料行业提供台套左右的生产线。
应该说制粉设备企业为我国粉末涂料行业的发展作出了不可磨灭的经过多年的发展制粉设备企业已经逐步走向威熟并在产品研发方面投入资金邦定混料设备立体薄涂生产线、采用了 防爆技术的磨粉机组已经投放市场与此同时国产制粉设备还远销海外。
高固体分环氧海洋防腐蚀涂料的研究进展1·前言防腐蚀涂料的防护作用主要有3 种: 漆膜与片层颜料的屏蔽作用、碱性或氧化性颜料的缓蚀钝化作用以及锌粉的电化学保护作用。
其中，能把水、氧以及离子等腐蚀介质隔绝的屏蔽作用最为关键。
目前常用的海洋重防腐涂料多为溶剂型涂料。
在其成膜过程中，溶剂挥发留下的针孔，会使腐蚀介质渗至膜下造成腐蚀。
所得腐蚀产物膨胀挤破涂层，使腐蚀介质得以扩散，终使涂层成片脱落失效。
需要指出的是，防护涂层即使无裂纹和针孔空隙等缺陷，腐蚀介质仍然能在一定程度上渗透涂层到达金属表面。
因此，必须提高涂膜的致密性与厚度以延长介质的渗透时间［1 － 3］。
海洋钢铁设施中常用的重防腐涂层总厚度一般要求300 ～500 μm，有的甚至要求更厚。
然而，溶剂型涂料的单道涂层仅为一百多微米，需要多道涂装才能达到规定膜厚，这就增加了施工成本，而且溶剂对工人的身体健康有损害。
面对溶剂型涂料的种种问题，科研人员正在努力开发新型防腐蚀涂料［4 － 5］。
其中，高固体分环氧涂料受到极大重视。
高固体分环氧涂料多为双组分反应固化型防腐涂料［6］。
低分子量环氧树脂、颜料、活性稀释剂及各种助剂经高速分散、研磨后，制成漆料组分，可满足特定场合需要的改性胺作固化剂组分。
环氧树脂用作成膜物质的优点是: 由于它含有大量的羟基与醚基等强极性基团，使其与底材的附着力非常好; 固化时不产生小分子副产物，体积收缩很小，因而具有良好的成膜致密性;优异的机械性能、耐化学品性能和耐腐蚀性能。
采用低分子量的树脂与活性稀释剂是为了降低施工粘度，以提高涂膜平整性与致密性。
高固体分是指: 制备与施工无需或很少量使用有机溶剂; 涂料的固含量很高，甚至达100%。
回避了有机溶剂就消除了针孔现象，提高了涂膜的抗渗性，免除了溶剂毒害。
固含量高使得单道涂层的厚度增大，适用于厚涂，从而减少了涂装费用与时间。
高固体分环氧涂料综合了高固体分与环氧树脂的优点，高固体分环氧涂料是实现厚膜化要求的最简单有效的方法，已经成为防腐涂料的研究热点，是海洋重防腐涂料的发展趋势。
水性环氧涂料的研究个性教育专业拓展小组学院：专业班级：、姓名：学号：指导教师：2012年12月25日摘要：概述了水性环氧涂料的优缺点，一方面介绍了今年来水性环氧涂料改性进展；另一方面介绍了功能单体扩链法和自由基接枝改性法和其它方法对疏水性的环氧树脂改性进展，另一方面是亲水性的胺类固化剂的改性进展。
通过对水性环氧涂料的改性，使得它的物理和化学性能得到很大改善，如耐腐蚀性增强，附着力提高，涂膜硬度、光泽等也得到明显改善。
最后对水性环氧涂料的发展趋势和应用前景进行了展望。
关键词：水性环氧涂料，固化剂，改性1前言随着人们环保意识的日益增强，水性涂料成为涂料发展的一个重要方向和研究热点。
而需求量很大的防腐涂料也必须朝着环保，节能，高效的方向发展为了适应高性能，低污染的发展要求，涂料企业和相关的科研所不断推出水性防腐涂料，高固体分防腐涂料等新产品，国外甚至已经提出将水性防腐涂料用于环境苛刻的重防腐涂料体系[1-2]。
涂料在经过从油基树涂料到合成树脂涂料这一历史性发展之后，目前正向低公害，高性能这一方面发展。
溶剂型涂料的主要缺点是使用了大量的有机溶剂，不仅浪费了资源，也给环境带来了严重的污染。
由于环保和节约能源的需要，人们相继研究开发了以水为溶剂的水性涂料和由纯固体组成的粉末涂料以及辐射固话涂料[3],当今的涂料不仅具备保护性和装饰性，还须赋予其特殊功能即向“精细”方向发展。
水溶性涂料的优点是以水为溶剂，因而可以避免采用有机溶剂带来的可燃性，毒性，以及高成本和施工条件等种种不利因素；除此之外,水溶性涂料的漆膜连续性于一般溶剂漆相仿，赋于乳胶漆和良好的防锈性，故可用于金属表面。
其光泽也接近一般溶剂漆，稳定性也较好。
因此建筑涂料的水性化是其产品结构向着保护环境，减少有机挥发物VOC方向发展。
环氧树脂因其品种较多、性能优异而广泛应用于[4]涂料生产中，但目前所用的环氧涂料大多为溶剂型，污染严重；因此，水性环氧树脂涂料成为当今各国水[5-6]性涂料研究的热点。
环氧粉末固化剂及其低温固化进展六安市捷通达化工有限公司翁世兵环氧粉末涂料是最早发展的热固性粉末涂料。
借助于胺类、有机酸或酐类等不同类型的固化剂，能够获得性能广泛环氧粉末涂料产品。
因此它在许多大面积涂装、保护性涂装、功能粉末涂料应用等方面占有主导地位。
在众多可用的环氧固化剂中，也不乏可实现低温固化的品种，这也使得环氧系统在低温或快速固化领域也有相当好的前景。
本文将简要介绍可应用于粉末涂料的各种环氧固化剂，及其在低温固化方面的发展。
环氧粉末体系最基本的组成是含有环氧基的环氧树脂，最为常用的是双酚A 二缩水甘油醚齐聚物，即大家所熟知的E-12。
为了形成不溶不熔的三维网状涂膜，必需配合适当的固化剂使线型环氧树脂交联。
用于环氧树脂的固化剂，主要是能与树脂中环氧基产生交联反应的化合物。
根据固化剂中能够与环氧基反应的活性基团的不同，可将环氧固化剂分为含胺基的胺类化合物、含有较基的化合物以及含有羟基的化合物。
下面将分别介绍几类可用于粉末涂料的环氧固化剂及其在低温固化方面的发展。
1胺类化合物1.1咪唑及其衍生物用于粉末涂料的简单取代咪唑，主要有2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、长链取代基咪唑等几种。
虽然这些简单咪唑能提供很高的固化活性，但由于其熔点一般较高、难以与环氧树脂均匀分散，活化温度低（82-87℃）与环氧树脂混合后贮存期较短，因此，此类咪唑通常不作为单一固化剂用于低温固化系统中，而通常是作为固化促进剂与其他固化剂联合使用。
例如与在环氧/双氰胺体系中添加0.1%-0.3%重量份的2-甲基咪唑，可使固化温度将至160℃左右。
作为固化剂和固化促进剂时，咪唑与环氧树脂的固化反应如下图所示。
为了克服简单咪唑环氧树脂固化剂的缺点和不足，将简单咪唑化合物进行改性，对咪唑分子上的活性点（仲胺基、叔胺基）进行钝化，适当降低其反应活性，改善其与环氧树脂的相容性，同时也可以赋予其他特殊的性能。
在粉末涂料中已有应用的咪唑衍生物主要有以下几类。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的高分子材料，以其优异的性能广泛应用于航空航天、电子设备、汽车和建筑材料等领域。
纯环氧树脂在一些方面还存在一些不足，如脆性、低耐热性等。
对环氧树脂进行改性已成为当前的研究热点之一。
本文将对环氧树脂改性方法的研究现状及进展进行综述。
近年来，研究人员通过添加各种纳米颗粒对环氧树脂进行改性。
纳米颗粒的加入不仅可以增强环氧树脂的力学性能，还可以改善其热稳定性和耐磨性。
常见的纳米改性剂包括纳米粉末、纳米纤维和纳米颗粒填料等。
纳米粉末的改性效果最为显著。
研究发现，添加纳米粉末后，环氧树脂的屈服强度和断裂韧性均有所提高。
一些研究还发现，通过改变环氧树脂的配方或调整反应条件，也可以实现对其性能的改善。
添加可共溶的树脂或低分子化合物可以提高环氧树脂的可加工性，降低其黏度，从而提高其涂覆性能。
在反应条件方面，控制固化反应的温度和时间可以调节环氧树脂的硬化程度和力学性能。
还有一些新型的环氧树脂改性方法得到了研究。
采用无机材料改性的方法可以改善环氧树脂的力学性能和耐热性。
研究人员发现，添加一定量的纳米氧化物或纳米硅酸盐可以显著增强环氧树脂的力学性能，并且使其具备较好的耐热性。
一些功能性改性剂的引入也被广泛关注，如荧光染料、磁性颗粒等。
这些功能性改性剂的引入不仅可以改善环氧树脂的性能，还可以赋予其特殊的功能，如荧光性能或磁性。
环氧树脂改性方法的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些挑战。
如何实现纳米颗粒的均匀分散、如何调控纳米颗粒与环氧树脂的相互作用等问题仍待解决。
开发出效果更好、操作更简便的改性方法也是当前的研究方向之一。
环氧树脂改性方法的研究仍具有很大的发展空间，对于提高环氧树脂的性能以及拓宽其应用领域具有重要意义。
第４０卷第４期 ２０１０年４月 涂料工业
ＰＡＩＮＴ＆Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１０
甲基丙烯酸六氟丁酯接枝环氧粉末涂料研究 徐小龙，李保松，乌学东 （中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江宁波３１５２０１） 摘要：在引发剂过氧化苯甲酰（ＢＰＯ）的作用下，采用甲基丙烯酸六氟丁酯与双酚Ａ环氧树脂（ＤＧＥＢＡ）反应合 成了含氟侧链的环氧树脂（Ｆ—ＤＧＥＢＡ），用其制备粉末涂料。运用红外光谱（ＦＴ—ＩＲ）、接触角、Ｘ一射线光电子能谱 （ＸＰＳ）、交流阻抗（ＥＩＳ）、盐雾试验等方法，研究了含氟环氧树脂的结构、表面性能、电化学性质及耐腐性能。研究结果 表明：Ｆ—ＤＧＥＢＡ涂层对水的静态接触角提高了１５。左右，达到９５。，在固化过程中，氟元素在表面充分富集，从理论值 的５．５３％提高到了涂层表面的３９．８３％，ＥＩＳ图谱显示提高了３个数量级，经历３６ ｈ氯化钠溶液浸泡后，降至普通环氧 树脂的水平，盐雾试验表明该粉末涂料具有优异的耐腐蚀性能。 关键词：甲基丙烯酸六氟丁酯；含氟环氧树脂；粉末涂料；接触角；交流阻抗 中图分类号：ＴＱ ６３０．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：０２５３—４３１２（２０１０）０４—００５６—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ＨｅｘａｎｕＯｒ０ｂｕｔｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ Ｇｒａｆｔｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｒｅｓｉｎ Ｐｏｗｄｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇｓ
Ｘｕ ｘｉａｏｌｏｎｇ，Ｌｉ ｂａｏｓｏｎｇ，Ｗｕ ｘｕｅｄｏｎｇ （Ｎｉｎｇｂｏ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎｉｎｇｂｏ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３ １ ５２０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｄｅ ｃｈａｉｎ ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ，ａｔ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｔｏｒ ｂｅｎｚｏｐｅｒｏｘｉｄｅ （ＢＰＯ），ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｂｕｔｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ａｎｄ ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ（ＤＧＥＢＡ），ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｔｈｅｎ ｕｓｅｄ ｔｏ ｆｏｒｍｕｌａｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ｃｏａｔｉｎｇｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｅｄ ｒｅｓｉｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ＦＴ—ＩＲ，ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｘ—ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ），ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＥＩＳ）ａｎｄ ｓａｌｔ ｓｐｒａｙ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉ— ｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ｒｅａｃｈｅｄ ９５。ｂｙ １５。ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ ５．５３％～３９．８３％（ｍ／ｍ）．Ｔｈｅ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｗａｓ ｔｈｒｅｅ ｏｒｄｅｒｓ ｏｆ ｍａｇｎｉｔｕｄｅｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｄｏｗｎ ｔｏ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｎｏｒｍａｌ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ａｆｔｅｒ ３６ ｈ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｉｎ ｓｏｄｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓａｌｔ ｓｐｒａｙ ｔｅｓｔ ａｌｓｏ ｇａｖｅ ｔｈｅ ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｃｏａｔｉｎｇｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｂｕｔｙｌ ｍｅｔｈａｅｒｙｌａｔｅ；ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ；ｐｏｗｄｅｒ ｃｏａｔｉｎｇｓ；ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ； ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
环氧型粉末涂料的研究性进展 摘要：。本文介绍了环氧型涂料的发展历程以及它的化学性质和主要性能，阐述了它在生活上、工业上的主要用途，并着重介绍它的改性与它改性后在某些方面的优良性质，讨论了它配方上的特点及它的最新研究进展 关键词：环氧树脂 粉末涂料 改性 前言：粉末涂料具有无溶剂性、无环境污染、粉末回收和利用率高等特点，环
氧树脂涂料是人们广泛采用的防护涂料品种之一。环氧树脂涂料形成的涂膜不仅对腐蚀介质有屏蔽作用，而且能钝化被保护金属，起到缓蚀和电化学作用，环氧树脂涂料形成涂膜的优异“湿态”粘结力，使其它涂料望尘莫及。 1.环氧型涂料的发展和应用 粉末涂料是种用于对金属材料基体进行装饰和形成保护膜的技术产品。它的优点在于流动性粉末适宜干涂、加热形成连续的、经济的膜。它在安全和健康方面也提供一定的价值。它的特点是：技术方面。膜更均匀，导致性能更一致性，好的工艺技术和耐化学性能；经济方面。不耗溶剂、不需用于闪蒸的能源及空间，通常为一次涂用能够高度自动化，有非常高的使用效率，材料可以用相当简单的方法进行回收再利用；安全和健康方面。没有放出的溶剂污染空气，减少火灾或爆炸的危险，工作环境清洁。 最早作为粉末有机涂料的是基于热塑性聚合物，后来技术的发展延伸出热固性聚合物的粉末涂料，较出名的是环氧树脂。由环氧树脂制备粉末涂料具有相当大的发展范围，适合应用于技术和经济各部门，因为环氧树脂/固化剂体系性能优越。其性能主要是：固化加成作用中没有挥发物放出；不必使用底漆，有优良粘接性；可能有大范围的膜厚度；表面光泽范围可以从高光泽到无光泽进行调节；相对高的颜料填充剂可使制造更经济；高硬度的同时具有柔性好和耐冲击性；非常好地耐多种化学物品；耐热性好。 它们也存在一些缺点：精确的调色比液体颜料更困难；在产品生产线中改变颜色较困难；较多的系统需要相对高的烘房温度。由于环氧树脂粉末涂料有许多好的性能，因而用途很广：机关和学校设施、冰箱和冷柜、洗衣机、无线电、灯罩、自行车和机动车架、汽车驾驶盘、部件和车身、农机设备、管线外部涂料；环氧树脂粉末涂料的发展，以适合工业部门各种不同发展的需要，要有新的涂料制备技术、新的粉末制备方法和新的应用技术，所有这些都与液体涂料完全不同。
目前，环氧粉末涂料研究的热点主要有用于热敏基材的涂料以及防腐涂料，其中用于热敏基材的环氧粉末涂料主要有：UV固化环氧粉末涂料、低温固化环氧粉末涂料。由于粉末的固化温度较高(180～220℃)，固化时间长(10～30min)，使其仅能应用于金属等耐热基材，而且相对能耗大、费时；且由于其熔融流平和固化开始阶段有一定重叠，控制不好，涂层就会出现平整度上的缺陷，如缩孔、桔皮等问题。为此人们重点开发了UV固化粉末涂料及低温固化粉末涂料用于热敏基材。粉末涂料还广泛应用于钢材结构的防腐，颇受欧洲人的青睐，其主要由环氧(EP)底层涂料和风化稳定的顶层涂料，主要是聚酯(SP)或EP/SP混合粉末组成；另外也开发了其它新型应用领域，粉末涂料的耐热性能、耐候性等性能都有很大提高 2.环氧树脂粉末涂料 环氧树脂粉末涂料组成：环氧树脂、固化剂、颜料和添加剂。在制备粉末涂料中，对该混合物的物理和化学性能会施加某种影响。首先，树脂系统必须有浸湿颜料和填料的能力，在温度和时间的条件下，使树脂和固化剂之间产生最小的反应。生产均匀质量的产品必须能相对容易生成要求粒径的粉末；该粉末必须保持流动性，在运输和贮藏中没有粘接或结块，并且在这个条件下不起反应。最常应用的是静电，因此粉末粒子必须有带电荷的能力。在加热时，粉末必须熔融和流动成平滑连续的膜。湿润基体，在烘烤下进行固化，在这个生产过程中得到的涂层具有要求的机械的耐化学性能。为了达到这些性能要求，混合物系统要求适合的熔融范围和熔化粘度；在这些树脂加固化剂的加成系统中必须有适合的活性范围，在粉末制备、贮藏和产出、固化烘烤阶段等每个顺序中使用适当的温度。为了使用户得到不同要求的粉末涂料，这可以由不同的环氧树脂/固化剂/添加物体系组成。 环氧树脂的分子量、环氧基含量和软化点范围对粉末涂料的若干性能起着主要的影响。最通常地讲，分子量、软化点的增长所起的作用可以总结如下：颜料分散性，要求高温；贮藏稳定性，改善；膜流动性，降低；机械性能—柔性/抗冲击性，改善；—粘性，由于减少基体浸湿而降低；硬度，不受影响；耐化学性，降低很小。据专家介绍，性能的最好平衡应包括物理贮藏稳定性（即耐粘结或结块），当树脂的环氧基含量在1000～1400mmol/kg时，膜的流动性和机械性能得以改善。可以使用低和高分子量的固体树脂，主要用于调节特别组成中的特殊性能。
3.环氧树脂功能性粉末涂料的分类 3.1.装饰性环氧树脂粉末 装饰性环氧树脂粉末由双酚A环氧树脂﹑固化剂﹑流平剂﹑增韧﹑颜料填料﹑和其他添加剂，经混合﹑挤出﹑粉碎﹑过筛而成。这类粉末涂料与金属附着力好，物理机械能﹑三防性能和耐化学性能及电气绝缘性能优良缺点 是耐候性差可用于涂装洗衣机仪器仪表机 电产品外壳等。 3.2.聚醋一环氧粉末涂料 以饱和羧基聚醋树脂和环氧树脂按比例混合加入促进剂、流平剂、颜料填料和其它添 加剂经混合、挤出、粉碎、过筛而成,这类粉末涂料经饱和聚醋树脂改性耐候性较好,涂膜丰满平整光滑有较高的光泽主要用于中高档的家电产品涂装如电冰箱洗衣机 3.3.环氧树脂绝缘粉末涂料 环氧树脂粉末开发得早，我国在60年代初就进行了研究试验并成功地用于变压器、微 电机定转子、电阻、电容器的线圈的绝缘包封，主要有高温环氧树脂绝缘粉末涂料、弹性环氧树脂粉末和F级绝缘粉末材料。 3.4.环氧树脂防腐粉末涂料 此涂料是由双酚A环氧树脂、酚醛树脂、填料、颜料及其它添加剂组成。这类粉末涂料有较好的附着力，具有耐高温、耐化学介质的优良性能，有极好的防腐性能，还有极强的耐磨性和高的冲击强度。主要用于石油管道、化工装置、水煤气管路海洋开发等。 3.5.钢窗专用粉末涂料 这类涂料是由饱和羧基聚脂、环氧树脂、金属粉末、流平剂、颜料及其它添加剂组成其涂膜有铝金或古铜色光泽，附着力好、冲击强度高，耐磨性好，主要用在钢窗涂装上，有 明显的金属外观作用，并可用于建筑上的装饰。 3.6.无光粉末涂料 无光粉末涂料是在环氧树脂粉末涂料或聚脂一环氧粉末，未配制中加入高效的消光剂 而成固化后的涂膜光泽达到5%~15%，而其它性能不变。 无光粉末涂料的涂膜具有高雅幽美之感，有高的装饰效果，是今后几年重点发展的粉末涂料新品种之一。 4.环氧粉末涂料的制备流程
5.环氧粉末涂料的改性 环氧树脂是复合材料中应用最广泛的基体树脂之一。它具有上述的诸多优点，但环氧树脂的最大缺陷是固化后交联密度高，质脆、耐冲击性较差、容易开裂，即韧性不足。这一缺陷在制粉末涂料时不可避免具有这些缺点，于是为了让它合成我们需要的物质，达到我们的目的。我们就对它进行韧性改性，而改性主要有两种方法即物理改性和化学改性。
树脂 固化剂 助剂
填料
混合 预热 冷却
粉碎 过筛 成品 5.1物理方法增韧改性环氧树脂
低分子化合物增韧环氧树脂 在环氧树脂中加入短分子链或柔性链的高沸点化合物，减少固化物交联点间链运动的势垒，利用基料大分子链段和小分子间相互作用代替大分子链段间相互作用，使固化物的玻璃化温度降低，改善弯曲性，赋予柔韧性，提高延伸率和冲击韧度 [1] 。可以使用的小分子化合物有：松节油、煤焦油、糠醇、蓖麻油、环氧大豆油、亚磷酸三苯酯等。 其他树脂增韧环氧树脂 环氧树脂与聚氨酯、呋喃树脂、氨基树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、氯化橡胶、羧基丁基橡胶、聚乙烯醇缩丁醛等进行物理共混，可以有效地改善环氧树脂的韧性。例如，取E-51环氧树脂100份、端羧基丁腈 -2l 35 份和 2- 甲基 -4- 乙基咪唑10份组成丁腈橡胶增韧的环氧胶液。粘接钢－钢时，经 120 ℃/3h 固化后，在室温下剪切强度为 46.5MPa 。 海洋化工研究院采用聚氨酯树脂增韧环氧树脂 E-51 作基料，研制的无溶剂环氧膨胀型防火涂料，解决了环氧树脂作粘结剂韧性不足的缺陷。气候的变化，尤其是环境温度的急剧变化不会导致涂层开裂或与基材脱离。良好的柔韧性和附着力，使涂层在爆炸冲击波的作用下仍能够与基材紧密结合，特别是环氧树脂防火涂料在爆炸过程中和爆炸发生后都能保持完好并粘附在基材上，较传统膨胀型防火涂料更适用于海上石油平台、油田、炼油厂及石化厂等 。 耐热性强韧性树脂增韧环氧树脂 橡胶弹性体的加入，可以使环氧树脂韧性成倍地提高，但同时会使耐热性和弹性模量降低，也就是说提高韧性是以牺牲耐热性与刚性为代价，这对于隔热要求较高的防护涂层来说是一个致命的缺陷。所以， 20 世纪 80 年代又兴起用耐热性强韧性树脂来增韧环氧树脂。使用较多的有聚醚砜 (PES) 、聚砜 (PSF) 、聚醚酰亚胺 (PEI) 、聚醚酮 (PEK) 等热塑性工程塑料。这些热塑性树脂本身具有良好的韧性，而且模量和耐热性较高，作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相，使环氧树脂的韧性得到提高，而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。增韧效果受到热塑性树脂单体交联程度和所带反应性官能团种类和数量等因素的影响。 5.1.2化学方法改性 互穿网络聚合物增韧环氧树脂
为使环氧树脂在增韧的同时不降低强度和耐热性，并且成本较低，加工简单，采用互穿聚合物网络 (IPN) 和半互穿聚合物网络 (SIPN) 增韧环氧树脂。 EP 互穿网络体系的研究始于 20 世纪 80 年代。 IPN 通常以溶胀法把一种组分的单体引入另一种组分的交联聚合物中，然后进行交联 。其特点是 IPN 中各组分可以达到分子水平的混合，并且两相均可为连续相，是一种互相贯穿的网络结构。这种结构可以大大提高材料性能的“协同效应”，起到“强迫包容”的作用。 聚氨酯具有良好的物理机械性能，如优异的耐寒性、良好的弹性、较高的光泽性以及软硬段随温度变化不太大，耐有机溶剂等优点。聚氨酯的高弹性和环氧树脂良好的粘接性，可通过 IPN 和 SIPN 技术互补与强化。刘鸿志等 通过合成异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，用两端含羟乙基的直链有机硅 (PDMS) 和二羟甲基丙酸 (DMPA) 进行扩链改性，得到羟基封端的有机硅改性的含羧基的聚氨酯齐聚物。接着以此齐聚物作为增韧剂去接枝改性环氧树脂，最后以甲基四氢苯酐进行固化。由于在 PU 主链上引入了羧基，增加了 PU 同 EP 的反应活性点，使 PU 预聚物更易与环氧树脂反应，增加二者的相容性，有利于形成互穿聚合物网络；同时引入 -Si — O- 键可以改善环氧树脂的耐热性。结果表明：在一定的配比范围内所得到的复合材料的冲击强度，模量及耐热性同时得到提高。 聚酯改性制备柔性环氧树脂 可选用的二元醇有：乙二醇、二甘醇、新戊醇、环己二醇、环己烷基二甲醇；可选用的二元酸有：二羧酸单体或酸酐、十二双酸、对苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、戊二酸等。 通过实验数据分析，选用十二双酸和壬二酸的混合液与乙二醇进行酯化反应，制得柔性聚酯化合物。此化合物的酸价在 180 ～ 260 mgKOH/g 。 采用表氯醇与双酚 A 在碱性环境中（ NaOH 溶液）反应，制备双酚 A 型环氧树脂 最后，通过已制备的柔性聚酯化合物与双酚 A 型环氧树脂进行反应，得到柔性环氧树脂。
