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环保节能水性环氧树脂涂料性能

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-08-19 16:16:46 * 浏览: 119
环氧树脂涂料具有优异的综合性能,其品种多样且被广泛使用。传统的溶剂型涂料的污染问题引起了社会的广泛关注。用环保产品代替传统产品是涂料工业发展的大趋势。在过去的30年中,开发水性环氧涂料以替代溶剂型环氧涂料一直是研究的热点之一。水性环氧涂料不易燃,无毒,无味,无溶剂,易于施工且是环保产品,传统的溶剂型环氧涂料通常使用二甲苯-正丁醇复合溶剂20%〜30%,溶剂的热质约为9kcal / kg,用水代替二甲苯-正丁醇溶剂,可节能1800〜2700kcal / t,是一种节能产品。目前,环氧水基技术研究的重点和热点是自乳化法,该方法利用环氧树脂上的活性反应基团将其他亲水基团或链段引入到环氧树脂结构中,从而使环氧树脂具有亲脂性和亲水性两亲性,从而实现了水性环氧树脂。将环氧树脂改性为可以乳化块状环氧树脂的乳化剂。这种水基环氧树脂方法具有小的乳胶颗粒和高的乳液稳定性。在自乳化环氧树脂领域,更简单的乳化方法和体系是所谓的I型水性环氧树脂体系,其由低分子液态环氧树脂,水和水基固化剂组成。环氧树脂与多胺加成。它既可以用作固化剂,又可以用作乳化剂。使用时,将低分子量的液态环氧树脂,固化剂和水一起加入,高速搅拌均匀后再使用。该方法的缺点是在制备固化剂时必须通过真空除去反应体系中多余的游离多胺,工艺复杂,体系粘度迅速增加,胶凝时间短(2〜4h)。 ),施工周期短,相分离容易发生,固化产物的柔韧性和抗冲击性差,在适用期内体系的流变性不稳定。在本文中,将一定量的多胺接枝并加入低分子环氧树脂,然后将脂环族化合物的接枝加合物与胺基的活性氢反应作为乳化剂,并以此为环氧树脂。乳化该体系以制备水性环氧树脂乳液。 。多胺添加少量的水溶性低分子量环氧树脂作为固化剂。乳化的环氧树脂与固化剂具有良好的相容性,二者易于均匀搅拌,使用方便。它可以克服上述I型环氧体系的缺点,并可以改善涂膜的物理和化学性能。 2乳化剂和固化剂的设计原理2.1乳化剂的设计原理乳化剂必须包括两个部分:亲水性和亲脂性。作为环氧树脂的乳化剂,考虑到结构相似的原理,选择环氧树脂链段作为乳化剂的疏水和亲脂部分。通常可以将三种类型的亲水部分接枝到环氧树脂上:①通过多胺和脂肪酸反应制得的酰胺化多胺;②与二聚酸和多胺缩合的聚酰胺;③聚胺环氧树脂。用酰胺多胺接枝的环氧树脂与环氧树脂的相容性差并且固化不足,这影响了涂膜的机械和化学耐性。环氧树脂与聚酰胺接枝以乳化环氧体系。胶凝时间短(约6h),施工时间短,涂膜柔韧性和耐冲击性差。聚胺-环氧加合物用作乳化剂,与环氧树脂具有良好的相容性,可实现本体乳化,提高环氧乳液的稳定性和固化膜的均匀性,从而提高涂膜性能。二亚乙基三胺与单环氧和二环氧化合物(例如丁基缩水甘油基等)反应她和聚乙二醇二缩水甘油醚),先消耗伯胺氢,然后加入双酚A环氧树脂以达到合适的亲水性和亲脂性值的平衡,使其与环氧树脂相容。为了确保乳化剂在水中的更好分散,需要添加少量的乙酸以生成一些胺盐基团以确保乳液的稳定性。 2.2固化剂的设计原理I型水性环氧树脂,也可作为水性固化剂的乳化剂。固化剂包含更多的伯胺。伯胺与环氧基的反应迅速,体系的胶凝时间短,施工不便,乳液易于相分离,导致固化膜不均匀,膜的外观和性能下降。另外,三者应在混合后迅速彻底搅拌,否则会趋于相分离。涂料施工现场通常受到条件的限制,很难满足快速和充分搅拌的要求。设计时,请考虑固化剂可以更好地溶解或分散在水中,并且可以与环氧树脂乳液形成稳定,均匀的体系。同时,混合体系的流变性能,凝胶时间,施工时间和涂膜干燥时间需要适当。改进的聚胺-环氧树脂加合物可以满足上述要求。固化剂中伯胺的活泼氢含量应控制在一定范围内。如果用量过多,则涂胶时间会很短,无法满足施工要求。如果太小,则涂膜的表面干燥时间长且硬度差。在本文中,添加丁基缩水甘油醚以控制伯胺氢的量,调节固化产物的交联密度和涂膜的硬度。系统中单环氧化物的相对含量是合成固化剂的重要参数。环氧树脂与十倍过量的二亚乙基三胺反应,然后添加丁基缩水甘油醚,然后添加适量的水以制备固化剂。 3测试部分3.1原材料环氧树脂E-51,二亚乙基三胺,丁基缩水甘油醚,聚乙二醇二缩水甘油醚,乙酸,复合助溶剂,乳液消泡剂,润湿分散剂,醇酯-12,二氧化钛,硅灰石粉,云母粉,轻质碳酸钙,滑石粉,酞菁蓝。以上原料均为工业产品。 3.2乳化剂的合成在搅拌下将含水的二亚乙基三胺逐渐加入到环氧树脂E-51中。这是放热反应。通过外部冷却将反应温度控制在50〜60℃。反应一定时间后,加入丁基缩水甘油醚与聚乙二醇二缩水甘油醚反应,得到无色或浅黄色透明粘稠,然后加入少量乙酸,搅拌均匀,得到乳化剂。 3.3固化剂的合成向反应容器中加入环氧树脂E-51和十倍过量的二亚乙基三胺,将反应温度控制在50〜60℃,反应约20分钟,然后加入丁基缩水甘油醚反应。温度为65〜75℃,继续反应约1h,然后加入少量乙酸和适量水制得固化剂产品,为无色或浅黄色透明油状液体。固含量为(80plusmn,2)%,相对密度(20℃)为1.06〜1.09,pH为9,活泼氢当量为85。3.4乳化剂用量对乳液稳定性的影响固化产品的性能使用环氧树脂E -51。将水和不同量的乳化剂制成4种乳液,并测量其离心稳定性和电解质稳定性。根据乳液:固化剂= 5:1(质量比,下同),制备了四种环氧乳液固化涂膜,并对其性能进行了测定。离心稳定性:取10.0g环氧树脂乳液,并将其放入带有刻度的离心管中。使用高速离心机(上海浦东光学仪器厂800型),转速为2000r / min。 15分钟后,以3000r / min离心25分钟,然后观察色谱量图形透明液体。沉积的液体越澄清,乳液的离心稳定性越差。电解质稳定性:取10.0g具有最佳离心稳定性的环氧乳液,加入10.0g 10%CaCl2水溶液,搅拌均匀,密封并静置24h,如果没有分层或破乳,则通过。乳化剂的量应为环氧乳液的30%。太少的乳化是不完全的,太多会影响乳化的颗粒结构的稳定性。