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水性環(huán)氧四大體系

發(fā)布時(shí)間：2019-05-20

    Ⅰ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系。由低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧當(dāng)量在190左右)和水性環(huán)氧固化劑組成。這類(lèi)體系中的環(huán)氧樹(shù)脂一般預(yù)先不乳化，而由水性環(huán)氧固化劑在使用前混合乳化，因而這類(lèi)固化劑必須既是交聯(lián)劑又是乳化劑。水性環(huán)氧固化劑合成時(shí)是以多乙烯多胺為基礎(chǔ)，通過(guò)在其分子中引入具有表面活性作用的分子鏈段使其成為兩親性分子，能夠很好地分散或溶解在水中，從而對(duì)低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的乳化作用。

    Ⅰ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的優(yōu)點(diǎn)是可配成零VOC(Volatile organiccompound)和NHAP(Non-hazardous air pollutant)的涂料，涂膜硬度增長(zhǎng)較快。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為其缺點(diǎn)是：采用的樹(shù)脂是低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂，在水分蒸發(fā)后仍需要經(jīng)過(guò)一定的反應(yīng)時(shí)間才能達(dá)到表干；體系的粘度隨擱置時(shí)間的延長(zhǎng)而快速增加，表現(xiàn)為適用期短(約為2～4小時(shí))；并且在適用期范圍內(nèi)體系流變性能也不穩(wěn)定。

    Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系。由高分子量的固體環(huán)氧樹(shù)脂乳液和水性環(huán)氧固化劑組成[18]。環(huán)氧樹(shù)脂是親油性分子，其親水親油平衡值(HLB)小于3，要得到穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液，應(yīng)在其分子中引入具有表面活性作用的親水鏈段，如聚氧乙烯聚氧丙烯鏈段，同時(shí)在引入這種鏈段后交聯(lián)形成的網(wǎng)鏈分子量有所提高、交聯(lián)密度下降，所以對(duì)涂膜有一定的增韌作用。實(shí)際上使用的大多數(shù)高分子量固體環(huán)氧樹(shù)脂乳液都是以低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂為原料，采用含聚氧乙烯聚氧丙烯鏈段的環(huán)氧丙基醚通過(guò)雙酚A擴(kuò)鏈和低分子量環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)，將聚氧乙烯聚氧丙烯鏈段引入到環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中，該產(chǎn)物用水和乙二醇醚類(lèi)稀釋就可得到穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家介紹，

由于Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系中的環(huán)氧樹(shù)脂已預(yù)先配成乳液，不需要水性環(huán)氧固化劑再對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行乳化，因而只需具有交聯(lián)劑的功能。水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的固化反應(yīng)是水性環(huán)氧固化劑分子中的胺基與環(huán)氧樹(shù)脂分子中的環(huán)氧基反應(yīng)，而高分子量環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)活性較低分子量環(huán)氧樹(shù)脂小，因此Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的適用期較Ⅰ型的長(zhǎng)，但同時(shí)也造成涂膜的硬度增加緩慢。加入少量成膜助劑可改善Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的成膜性能，

Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系涂膜后一旦水分蒸發(fā)，即使環(huán)氧樹(shù)脂還未交聯(lián)固化也已成固體狀態(tài)達(dá)到表干的要求，因而Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的表干時(shí)間較Ⅰ型的短。

     Ⅲ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系。由低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂乳液和水性環(huán)氧固化劑組成，低分子量液體環(huán)氧樹(shù)脂乳液一般采用相反轉(zhuǎn)技術(shù)制備。為了克服外加低分子量表面活性劑乳化環(huán)氧樹(shù)脂的缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出新型的反應(yīng)性環(huán)氧樹(shù)脂乳化劑。通過(guò)將具有表面活性作用的分子鏈段結(jié)合到環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中，這樣該乳化劑分子中既含有表面活性作用的鏈段（親水鏈段），又含有環(huán)氧樹(shù)脂鏈段(親油鏈段），大大改善了乳化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性。然后用該乳化劑并借助于相反轉(zhuǎn)技術(shù)就可配制分散相平均粒徑為約1～2μm的低分子量液體環(huán)氧樹(shù)脂乳液。同時(shí)該反應(yīng)性乳化劑分子末端還含有環(huán)氧基，可與水性環(huán)氧固化劑分子中的胺基反應(yīng)，成膜后乳化劑分子不會(huì)從固化體系中析出，并對(duì)涂膜有一定的增韌作用。

    Ⅳ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系。由水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液和聚氨酯改性環(huán)氧固化劑組成，環(huán)氧樹(shù)脂涂料具有附著力高、絕緣性能好、硬度高等優(yōu)點(diǎn)，但形成的涂膜的柔韌性和耐磨性則不及聚氨酯涂料，因此用適量的聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂，可制得綜合性能良好的聚氨酯改性環(huán)氧固化劑，用它來(lái)固化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液可以改善水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的性能。聚氨酯改性環(huán)氧固化劑的具體合成路線(xiàn)為聚氨酯首先和聚醚多元醇反應(yīng)，在聚氨酯分子鏈中引入親水基團(tuán)，制得聚氨酯預(yù)聚物,再將此預(yù)聚物與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入三乙胺中和成鹽，同時(shí)在水相中進(jìn)行擴(kuò)鏈和分散。