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固化剂与环氧树脂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-26 22:19:35
在双组分水性环氧涂料体系中,漆膜的固化是一个物理化学反应,在水分蒸发的过程中固化剂与环氧树脂微粒的表面接触,发生化学固化反应,然后固化剂分子向环氧树脂微粒内部扩散,固化剂与环氧树脂在毛细管压力下乳胶颗粒及固化的环氧树脂进行堆积,直至形成均一、连续的漆膜。

固化剂与环氧树脂反应中,固化剂会影响到漆膜的固化程度和固化结构,从而影响漆膜的机械性能及防腐性能,因此固化剂用量是至关重要的。在本实验中做了一系列实验确定固化剂用量。

由实验结果可以看出当固化剂添加量小于3:1或者大于1:1时,漆膜耐水性能较差,均是由于固化密度过低,导致氧气和水分更容易渗透。

同时因为胺固化剂是亲水的,固化剂的过量将导致严重的锈蚀作用;当固化剂比例在2:1至1.5:1时,环氧基团与固化剂可以反应,形成致密的固化结构,漆膜的各项性能指标符合要求;因此,本配方体系的环氧与固化剂比例取在2:1至1.5:1之间。

水性环氧涂料的成膜过程比溶剂型的更严格,因为这个过程有两步:一是水的挥发;二是漆膜的固化固化。如果固化速度高于水分的挥发速度,漆膜中就会含有水分,固化密度降低导致性能也会有所降低。

这使得施工时的温度、相对湿度和通风等条件的控制比溶剂型产品的更为严格。在本试验中,测试了不同施工条件下漆膜性能的变化。

环氧与固化剂的固化反应为放热反应,相对于其他水性涂料来说,施工温度宽容性较高,在5℃以上条件下即可固化,同时随着环境温度越高,漆膜综合性能越好;由于水性环氧涂料中含有大量的水份,相对湿度过大会导致水份蒸发速率过低,导致固化密度下降,漆膜耐水性明显降低。由实验结果可以看出湿度小于70%,温度大于10℃为最佳施工条件。

研制了采用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷作为改性剂的水性环氧乳液,当添加量为3%~4%时,显著提高了环氧乳液稳定性。

研究了酸值对乳液稳定性及漆膜性能的影响,最终确定酸值在60-90(KOH)mg/g之间,乳液稳定性与漆膜性能平衡性最佳。



二乙基甲苯二胺DETDA是一种位阻型芳香族二胺,乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它与聚氨酯预聚体的反应速度比DMTDA快数倍,比MOCA快约30倍。主要用于RIM聚氨酯体系以及喷涂聚氨酯(脲)弹性体涂料体系,具有反应速度快,脱模时间短、初始强度高、制品耐水解、耐热等优点。另外该品还可用作弹性体、润滑剂及工业油脂的抗氧剂,以及化学合成中间体。


确定了环氧乳液与固化剂的最佳配比,当环氧乳液与固化剂比例在2:1至1.5:1之间时,漆膜综合性能最佳。

研究了施工条件对漆膜固化的影响,当湿度小于70%,温度大于10℃为最佳施工条件。

所谓防腐涂料技术整体设计的无公害化即指在研发时应考虑到涂料自身的各个组成部分(成膜物质、防腐颜料、溶剂及助剂)、原材料的合成及涂料生产过程、基材预处理过程、施工过程等整体的无公害化。

例如,所采用的原材料虽然自身是无公害的,但它的生产过程不符合环保要求,也是要舍弃的,如氯化橡胶;有些材料,如红丹防锈漆性能优异,但它有毒,对人类不安全,易造成环境污染,因而其性能虽好也不能采用。

为了在金属表面使用防腐蚀涂料,必须首先进行除油、除锈等预处理,而预处理过程一般会对环境造成污染,且成本较高,若采用带锈涂料,在有锈的钢铁表面直接涂覆即可使铁锈稳定、钝化或转化;为了减少预处理过程的环境污染,还出现了无污染喷砂除锈工艺,如湿喷砂技术等。

环氧树脂具有优异的机械强度、粘结性等优点,是广泛应用于塑料工业、涂料工业、复合材料等领域的热固性树脂之一。

其中用于涂料领域的环氧树脂多为非水溶性的,仅易溶于酮类、醚醇类等有机溶剂,但随着人们的环保要求不断提高,水性环氧涂料的需求及应用越来愈多,但水性环氧涂料的广泛应用仍然受制于水性环氧树脂的研发进展。

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