水环境下环氧树脂固化体系的性能研究
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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 resinAbstract: 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;research0 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 ] 。
水性环氧防腐漆配方及应用研究随着环保意识的增强,对高性能防腐涂料的需求也十分迫切。
本文介绍了水性环氧防腐涂料的制备方法,讨论了水性环氧体系的优点。
标签:水性环氧;底漆;防腐性引言随着国家对环境保护的重视及人们环保意识的日益增强,水性涂料成为涂料发展的重要方向和研究热点。
水性环氧防腐涂料是以水为分散介质,环氧树脂作为主要成膜物质的一种的涂料,因其绿色环保、生产施工方便、无安全隐患、成本较低等优势而成为研究热点。
1.实验部分1.1实验原料和制备方法主要原料:水,润湿剂,分散剂,增稠剂,消泡剂,助溶剂,闪锈剂,环氧乳液及固化剂(美国翰森,亨斯曼,美国空气化学,自制),功能填料(三聚磷酸铝粉,磷酸锌粉),滑石粉,硫酸钡,云母粉等。
A组份制备方法:在搅拌釜中依次加入水,润湿剂,分散剂,闪锈剂,助溶剂,消泡剂等,控制搅拌速度为400转/min,搅拌20min-30min,然后将滑石粉,磷酸锌粉,硫酸钡,三聚磷酸铝粉,云母粉等加入上述混合液中,开启高速分散模式,转速900转/min。
搅拌1h,加入反应釜中分散均匀,最后加入环氧树脂乳液,增稠剂制得水性环氧防腐涂料A组份,并将A组份研磨至细度≤40um。
B组分制备方法:在搅拌釜中加入消泡剂,润湿流平剂,水性环氧固化剂搅拌均匀即可。
1.2水性环氧防腐涂料基本配方水性环氧防腐涂料基础配方见表1所示。
1.3试验仪器和水性环氧防腐涂料性能检测漆膜硬度仪(TQC-SP0500),高速分散搅拌器(FJS-300),盐雾试验仪(YWX/Q-250),NDJ旋转粘度计等。
水性环氧防腐涂料依据《水性环氧树脂防腐涂料》HG/T4759-2014标准要求制作检测样板。
2.结果与讨论2.1水性环氧树脂乳液与固化剂体系对成膜性能的影响2.1.1胺氢当量对漆膜基本性能的影响本试验采用自主开发的水性环氧树脂固化剂体系,研究胺氢当量对漆膜基本性能的影响。
其结果如表2所示。
2.1.2防腐清漆对比试验影响本文通过自主开发的水性环氧乳液清漆体系与市售产品清漆体系进行对比试验,其性能结果如表3所示。
环氧树脂防腐性能研究进展环氧树脂是一种高分子聚合物,具有优异的物理性能和化学性能,因此在许多领域得到了广泛应用。
然而,在某些环境中,环氧树脂容易受到化学腐蚀和物理损伤,从而影响其使用寿命。
因此,对环氧树脂防腐性能的研究显得尤为重要。
本文将综述近年来环氧树脂防腐性能研究的现状、影响因素及未来展望,旨在为相关领域的研究提供参考。
环氧树脂是一种线性聚合物,具有高度化学稳定性,耐腐蚀性优良。
在石油、化工、医药、环保等领域,环氧树脂常被用作防腐材料。
然而,在某些环境中,如酸碱、盐雾、高温高湿等条件下,环氧树脂容易受到化学腐蚀和物理损伤,出现老化、龟裂、脱落等现象,严重影响其使用寿命。
针对这些问题,国内外学者开展了大量研究,旨在提高环氧树脂的防腐性能。
其中,纳米材料、橡胶弹性体、纤维增强复合材料等被广泛应用于环氧树脂防腐涂层的制备。
同时,研究者们还致力于开发新型的环氧树脂防腐体系,如功能性单体改性环氧树脂、可控固化反应的环氧树脂等。
影响环氧树脂防腐性能的因素很多,其中最重要的是化学反应和物理损伤。
化学反应主要包括环氧树脂与腐蚀介质之间的化学反应、环氧树脂本身的化学反应。
物理损伤主要包括环氧树脂的机械强度、耐磨性、抗冲击性等。
这些因素之间相互作用,共同影响着环氧树脂的防腐性能。
未来,环氧树脂防腐性能的研究将朝着多功能化、智能化、绿色化等方向发展。
具体来说,研究者们将致力于开发具有自修复能力、耐高温高湿、抗紫外老化等功能的环氧树脂防腐体系;利用智能材料和传感器技术,实现环氧树脂防腐涂层的智能监测和预警;还将在保证环氧树脂防腐性能的前提下,降低其生产和使用过程中的能耗和排放,实现绿色可持续发展。
环氧树脂防腐性能的研究对于提高其在各领域的应用效果具有重要意义。
通过深入探究影响环氧树脂防腐性能的因素及作用机制,合理设计并制备高性能的环氧树脂防腐材料,有助于解决环氧树脂在复杂环境下的腐蚀问题,延长其使用寿命。
随着科学技术的发展,环氧树脂防腐性能的研究将不断取得突破性进展,为相关领域的发展提供有力支持。
液体成型用环氧树脂体系与碳纤维表面浸润性能研究采用1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDGE)、聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)、双酚A聚氧乙烯醚06(BPE-06)3种活性环氧树脂稀释剂,分别制备了低黏度适合复合材料液体成型工艺(LCM)的环氧树脂体系,研究了体系与国产碳纤维(HF10)的表面浸润性。
首先,研究了稀释剂结构、用量对环氧树脂体系与碳纤维湿润性的影响;其次,研究了稀释剂/树脂/固化剂体系的湿润温度、反应程度对树脂与碳纤维表面的浸润性影响。
采用DCAT21表面/界面张力仪分析了树脂与碳纤维界面的前进接触角;采用Young-Dupre法,计算了树脂与碳纤维的热力学粘附功。
结果表明,采用稀释剂降低黏度,可以有效改善树脂体系与碳纤维的浸润性;相同黏度时,不同结构稀释剂提高浸润性效果顺序为:PEGDGE>BPE-06>BDDGE;升高温度可以提高环氧树脂与碳纤维的浸润性;随着反应程度的提高,树脂体系与碳纤维的湿润性变好。
标签:湿润性;接触角;粘附功;环氧树脂;活性稀释剂复合材料中树脂基体与纤维增强体之间是通过界面进行应力传递的,而树脂与纤维间良好的湿润作用是形成优质界面的重要因素。
因此,树脂对纤维的浸润性是影响树脂/纤维复合材料成型质量的关键。
大型碳纤维复合材料构件液体成型(LCM)工艺要求树脂具有低黏度、高浸润性、长适用期等特性,而与玻璃纤维相比,碳纤维的浸润性差,对树脂的流动和浸润性就提出了更高的要求,对于表面浸润性的研究就显得更为重要[1~4]。
本文根据Wilhelmy原理采用DCAT21表面/界面张力仪测试适合复合材料液体成型工艺的低黏度环氧树脂体系与国产碳纤维在工艺温度下的前进接触角以表征浸润性,采用Young-Dupre公式计算出相应的的热力学粘附功以表征界面结合强弱。
1 实验部分1.1 主要原料及树脂体系制备HF10碳纤维,江苏恒神纤维材料有限公司;环氧树脂BPF170,台湾南亚股份有限公司;1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDGE),广州仑利奇化工原料有限公司;聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE),安徽恒远化工有限公司;双酚A聚氧乙烯醚06(BPE-06);甲基六氢苯酐(MeHHPA),濮阳惠成电子材料股份有限公司。
新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究摘要:环氧树脂是一种化学性质优异的材料,其中包含环氧基、羟基和醚键等多种活性反应基团,因此在各种领域得到广泛应用。
然而,传统的溶剂型环氧树脂由于其高挥发性有机化合物(VOC)含量已经无法满足现代绿色环保的需求,因此研究环氧树脂水性化技术及其改性化方法就显得非常重要。
通过采用自制反应型表面活性剂作为亲水基团,并加入低分子量环氧树脂等原料进行制备,可以得到环氧当量在800g/eq左右的水性化环氧树脂。
与市售的水性环氧树脂相比,这种材料具有优异的打磨性能和耐水性能,而且干燥性能也更加出色,适合于“湿碰湿”体系。
此外,由于它能添加更少的固化剂,因此也具有更好的性价比。
鉴于此,本文将讨论新型改性水性环氧树脂的植被以及改性后的性能,旨在推广和应用水性化环氧树脂技术,促进经济可持续发展和环保事业的发展。
关键词:水性环氧树脂;制备;性能前言:环氧树脂是一种常用于涂料、粘结剂等产品的树脂基体,由于其具有优异的附着力强、力学性能高、耐化学品性和电绝缘能力等特性,在建筑结构工程、机械零件加工以及航空工业制造等领域得到了广泛应用。
然而,传统的溶剂型环氧树脂存在致毒、挥发性强等问题,因此研究环保、安全而有效的水性环氧树脂已成为专家学者的关注重点。
本研究合成的新型水性环氧树脂具有更大的分子量以及更好的乳化效果,同时与常规水性环氧树脂相比稳定性更佳、早期打磨性能更好、耐水性能更优秀,解决了目前水性环氧树脂存在的一系列问题。
此外,本研究中合成的水性环氧树脂还具有优异的成膜性能,涂层表面光滑、均匀,具有良好的外观效果。
一、水性环氧树脂改性研究进展(一)聚氨酯改性水性环氧树脂聚氨酯具有良好的韧性、耐冲击性和耐腐蚀性等优点,对环氧树脂进行改性可以有效改善其本身的质脆、耐冲击性不足的缺点,提高涂膜的综合性能。
改性方法可以采用物理共混合共聚改性法。
通过将不同粒径的水性聚氨酯与市售水性环氧乳液进行物理共混,当水性聚氨酯粒径为55nm且比例为5%时,可明显增强环氧树脂的韧性,并提高拉伸性能和涂膜的耐冲击性和柔韧性等[1]。
水下固化环氧固化剂是一种特殊设计用于在水下环境中固化环氧树脂的化学物质。
它
们具有以下特点:
1. 水下固化性能:水下固化环氧固化剂能够在水下环境中迅速发生固化反应,形成坚
固的结构,使环氧树脂能够固化在水下。
2. 耐水性:水下固化环氧固化剂具有良好的耐水性能,能够抵抗水的侵蚀和湿度变化,保持固化效果的稳定性和持久性。
3. 快速固化:水下固化环氧固化剂通常具有较快的固化速度,可以在短时间内形成固
态结构,提高施工效率。
4. 强度和耐久性:水下固化环氧固化剂能够提供良好的强度和耐久性,使固化的环氧
树脂能够承受水下环境的压力、冲击和其他外力的作用。
5. 环境友好性:水下固化环氧固化剂通常采用环境友好的配方,不含有害物质和溶剂,对水生生物和环境影响较小。
水下固化环氧固化剂广泛应用于水下建筑、海洋工程、船舶修复、水下管道修复和维
护等领域。
在使用水下固化环氧固化剂时,需要根据具体的施工要求和环境条件选择
合适的产品,并按照厂家提供的使用说明进行操作,确保施工效果和安全性。
环氧树脂微孔透水材料的制备和性能初步研究根据已有透水材料的共同特点,以细砂密集堆积体为基质,环氧树脂为胶结料,制备出一种微孔透水性材料。
其力学性能能满足普通人行道的铺筑要求:同时,相比于普通大孔隙透水混凝土,在透水结构上有一定程度的优化。
O前言在现代化城市的建设过程中,大量水泥混凝士、沥青混凝土等不透水路面,虽然改善了交通和道路的状况,但这些不透水路面也引起或加剧了城市生态环境问题的发生和发展。
为了缓解这些现象并进一步改善人们的出行条件,国内外有关人士积极地研究开发各种类型的透水性路面材料,并应用于人行道、公共广场、露天停车场等地面铺装。
其中,应用最广泛、研究较为深入的主要是大孔隙水泥透水混凝土与沥青透水混凝土。
它们的浇筑工艺简单、成本低,但是透水通道——骨料堆积成的大孔隙易被外界灰尘之类的微小颗粒堵塞,需用高压水冲洗或真空泵吸尘,使得维护成本很高。
也有许多透水材料孔隙细小,结构致密,耐磨性好,如烧结陶瓷透水砖,但它们的生产工艺复杂,成本很高,仅用在一些高档地段,而且在陶瓷透水砖的制作中需高温烧结,消耗大量能源。
因此国内外专家学者正努力研究开发兼具上述两大类优点的新型透水材料。
本研究即是在此方向上所作的一个尝试。
1微孔透水材料的制备1.1试验设计普通的水泥透水混凝土、沥青透水混凝土、烧结陶瓷透水砖等均具有如下的特点。
(1)具有很大的连通孔隙率,多数材料的孔隙率都在15%~30%。
(2)胶结料本体强度高、用量少,同时,胶结料的用量对材料的透水性能和力学性能影响很大,胶结料用量增大,材料力学强度提高,但透水性降低;相反,胶结料用量减少,材料透水性提高,但强度降低。
(3)骨料采用间断级配,且骨料的粒径对材料透水性能和力学强度有重要影响,随骨料粒径增大,材料力学强度降低,但透水性能提高;骨料粒径减小,材料力学强度提高。
本试验采用细小的骨料和本体强度高的胶结料来制备透水材料,在保证一定强度及透水性能的前提下,尽量减少胶结料的用量。
新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究水性环氧树脂乳液是一种具有环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品,具有广泛应用前景。
在近年来,水性环氧树脂乳液的研究越来越受到关注。
本文将从乳液的制备条件、固化过程和应用方面进行综述。
一、水性环氧树脂乳液的制备条件水性环氧树脂乳液的制备条件包括合成方法、乳化体系和稳定剂的选择。
目前主要的合成方法有溶剂法、乳化剂法和乳化聚合法。
其中,乳化聚合法由于其简单、高效而逐渐成为主流方法。
对于乳化体系,常用的体系有非离子型、阴离子型和阳离子型,其选择取决于树脂的性质和应用要求。
对于稳定剂的选择,一般采用表面活性剂,如非离子型表面活性剂十六烷基苯磺酸钠、非离子型聚醚、施胺等。
此外,还可以通过添加防腐剂、降低粘度剂和增稠剂来调整水性环氧树脂乳液的性能。
二、水性环氧树脂乳液的固化过程水性环氧树脂乳液的固化过程主要包括水分蒸发和环氧基团与固化剂的反应。
在乳液中,水分蒸发使得树脂中形成了交联体系,从而固化乳液。
而环氧基团与固化剂的反应则是通过环氧基团的开环反应和固化剂的亲核反应来实现固化。
固化剂的选择决定了水性环氧树脂乳液的耐热性和耐化学性,常用的固化剂有胺类、酸类和异氰酸酯类。
三、水性环氧树脂乳液的应用水性环氧树脂乳液具有许多优良的性能,使其在各个领域得到了广泛应用。
例如,在涂料领域中,水性环氧树脂乳液可以作为环保涂料的替代品,用于涂装汽车、家具和建筑等。
此外,在胶粘剂领域中,水性环氧树脂乳液可以作为木工胶、纸张胶和胶粘剂的组分。
在复合材料领域中,水性环氧树脂乳液可以与纤维加固相结合,制备出高强度的复合材料。
另外,水性环氧树脂乳液的新型应用还有水性环氧树脂乳液胶凝固化剂、水性环氧树脂乳液抗氧化剂等。
总之,水性环氧树脂乳液作为一种环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品,具有广泛的应用前景。
研究乳液的制备条件、固化过程和应用对于提高水性环氧树脂乳液的性能和开发新型应用具有重要意义。
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。