文档介绍：水性环氧树脂、固化剂和地坪漆简介
报告人: 解光明
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主要内容
水性环氧树脂介绍
水性环氧固化剂介绍
水性环氧固化机理
水性环氧树脂及固化剂技术指标
水性环氧地坪漆
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水性环氧树脂介绍
传统的环氧树脂难溶于水,只能溶于芳烃类、***类及醇类等有机溶剂,必须用有机溶剂作为分散介质,将环氧树脂配成一定浓度、一定黏度的树脂涂料才能使用。用有机溶剂作分散介质来稀释环氧树脂不仅成本高,而且在使用过程中,有机挥发分(VOC)对操作工人身体危害极大,对环境也会造成污染,为此,许多国家先后颁布了严格的限制VOC排放的法规。
开发具有环保效益的环氧树脂水性化技术成为各国研究的热点。从20世纪70年代起,国外就开始研究具有环境友好特性的水性环氧树脂体系。
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为适应环保法规对VOC的限制,我国从20世纪90年代初开始水性环氧体系和水性环氧涂料的研究开发。水性环氧树脂第一代产品是直接用乳化剂进行乳化,第二代水性环氧体系是采用水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂,第三代水性环氧体系是由美国壳牌公司多年研究开发成功的,这一体系的环氧树脂和固化剂都接上了非离子型表面活性剂,乳液体系稳定,由其配制的涂料漆膜可达到或超过溶剂型涂料的漆膜性能指标。我国也正在积极进行水性环氧树脂体系的技术开发。
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水性环氧树脂的制备
机械法
相反转法
化学改性法
固化剂乳化法
阴离子型
非离子型
阳离子型
水性环氧树脂的制备
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机械法也称直接乳化法,通常是将环氧树脂用球磨机、胶体磨、均质器等磨碎,然后加入乳化剂水溶液,再通过超声振荡、高速搅拌将粒子分散于水中,或将环氧树脂与乳化剂混合,加热到一定温度,在激烈搅拌下逐渐加入水而形成环氧树脂乳液。
相反转法即通过改变水相的体积,将聚合物从油包水(w/o)状态转变成水包油(O/W)状态,是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法,几乎可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。
固化剂乳化法是不外加乳化剂,而是利用具有乳化效果的固化剂来乳化环氧树脂。这种具有乳化性质的固化剂一般是改性的环氧树脂固化剂,它既具有固化,又具有乳化低相对分子质量液体环氧树脂的功能。乳化型固化剂一般是环氧树脂-多元***加成物。
化学改性法又称自乳化法,是目前水性环氧树脂的主要制备方法。化学改性法是通过打开环氧树脂分子中的部分环氧键,引入极性基团,或者通过自由基引发接枝反应,将极性基团引入环氧树脂分子骨架中,这些亲水性基团或者具有表面活性作用的链段能帮助环氧树脂在水中分散。
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水性环氧树脂固化剂介绍
水性环氧树脂固化剂是指能溶于水或能被水乳化的环氧树脂固化剂。一般的多元***类固化剂都可溶于水,但在常温下挥发性大,毒性大,固化偏快,配比要求太严,且亲水性强,易保留水分而使得涂膜泛白,甚至吸收二氧化碳降低效果。实际使用的水性环氧固化剂对传统的***类固化剂的改性,它克服了未改性***类固化剂的缺点,且不影响涂膜的物理和化学性能。常用的水性环氧固化剂大多为多乙烯多***改性产物,改性方法有以下三种:
①与单脂肪酸反应制得酰***化多***;
②与二聚酸进行缩合而成聚酰***;
③与环氧树脂加成得到多***-环氧加成物。
这三种方法均采用在多元***分子链中引入非极性基团,使得改性后的多***固化剂具有两亲性结构,以改善与环氧树脂的相容性。由于酰***类固化剂固化后的涂膜的耐水性和耐化学药品性较差, 现在研究的水性环氧固化剂主要是封端的环氧-多乙烯多***加成物。
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水性环氧的固化机理
水性环氧的形态树脂通过不同的水性化途径可形成三种水分散形态:①水溶性;②胶束分散型;③乳液。环氧树脂自身为热塑性的线型结构,受热后固态变为液态,高粘度变为低粘度,只有与固化剂配合使用才具有实用价值(纯正的单组分水性环氧体系也需加入潜伏型固化剂)。因此水性环氧体系应包含水性环氧树脂和水性环氧固化剂,同样,它们分别通过不同的水性化途径可形成三种水分散形态。
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水性环氧本质
不管选择何种形态的水性环氧树脂和水性环氧固化剂,最终具有实际应用价值的水性环氧体系是一种分散多相结构,由水性环氧树脂、水性环氧固化剂、水等多相组成,其成膜机理不同于一般的聚合物乳液如丙烯酸乳液的成膜(凝结成膜,物理过程),同时与溶剂型环氧的成膜也不完全相同,在溶剂型环氧体系中,环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂中,形成的体系是均相的,固化反应在分子之间进行,因而固化反应进行得比较完全,所形成的固化物也是均相的。
水性环氧为多相体系,环氧树脂和固化剂以分散相形式分散在水相中,交联固化过程是在水分蒸发的过程中微粒之间的相互渗透内部扩散交联反应过程,因此水性环氧的固化程度取决于以下四个因素:
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a)相容性:水性环氧树脂与水性环氧固化剂的相容性越好,越有利