Page 38 - 201907
P. 38

·1284·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            散的过程。当将固化剂分散体与环氧树脂混合时，                             应缓慢，不利于成膜。此外，化学改性后的固化剂
            前者先将后者乳化成环氧乳液，同时包覆于后者表                             亲水亲油性会影响其对环氧树脂的乳化效果，当乳
            面，两者间的固化交联反应首先从界面进行，而后                             化后的环氧树脂乳液粒径较大时，固化剂向其内部
            固化剂逐渐扩散至环氧树脂分散相中进一步反应，                             扩散逐渐变慢，导致固化不完全，从而影响乳液的
            于是线性或带有支链的环氧树脂与固化剂反应生成                             性能。固化剂的黏度也是固化过程中的重要因素，
            三维立体结构，最终形成均一致密的涂层                    [44-46] 。    当黏度较大时，随着固化反应的进行，黏度继续逐
                 Stark [47] 等先用端羧基聚醚醇与多元胺反应合                   渐变大，使得固化剂分子向环氧乳液内部扩散变得
            成酰胺基胺，再将产物与环氧树脂进行反应，得到                             较为困难，从而致使环氧树脂无法充分固化交联。
            含有端环氧基的改性环氧固化剂。当与固体环氧分                             所以，寻找相匹配的环氧固化剂和化学改性化合物
            散体结合时，该固化剂能很好地提高涂层的抗冲击                             以提高其与环氧树脂的相容性、调节环氧固化剂亲
            性，且使其保持高光泽。邓红霞               [48] 用环氧树脂和聚          水亲油值、控制固化剂反应活性和黏度将是固化剂
            乙二醇进行亲核加成反应，得到含有强亲水性聚醚                             乳化法今后可行的研究方向。
            链段的端环氧基化合物，再将其与环氧树脂、三乙
            烯四胺进行反应，得到一种水性环氧固化剂，很好                             5    结语
            地改善了固化剂与环氧树脂的相容性。该环氧固化
                                                                   环氧树脂凭借其诸多优异的性能特点在工业中
            剂水分散体具有优异的稳定性，可在 3000  r/min 的
                                                               应用非常广泛。然而，随着国家环境保护法律法规
            转速下离心 30 min 无明显分层和沉淀现象，且在室
                                                               的出台和民众绿色环保意识的增强，传统的溶剂型
            温下可稳定储存 6 个月。其与水性环氧树脂乳液复
                                                               环氧涂料已不能适应市场日益增长的要求，环氧树
            配而成的常温固化水性环氧涂料，物理和化学性能
                                                               脂水性化必将是市场未来的趋势，其市场前景将非
            均非常优异，其中涂层铅笔硬度 3H、柔韧性 2 mm、
            附着力 0 级、抗冲击强度可达 50 kg/cm。刘晓芳                [49]   常广阔，同时产生不可估量的经济效益和社会效益。
                                                                   水性环氧树脂乳液的制备方法众多，影响乳液
            等先将液体环氧树脂与三乙烯四胺进行反应得到端
                                                               和涂膜性能的因素也很复杂，环氧树脂分子量、乳
            胺基的多胺聚合物，再加入聚乙二醇二缩水甘油醚
                                                               液粒径、乳化剂的种类及用量、加水量、温度、化
            进一步扩链以引入亲水柔性聚醚链段，最后用丁基
                                                               学改性化合物的种类及反应活性、固化剂的种类及
            缩水甘油醚对其进行封端反应，得到固含量在 50%
            左右、黏度适中且稳定性好的环氧固化剂，研究结                             与环氧树脂的相容性等，都会对乳液和涂膜的性能
            果显示，该固化剂结构中含有强亲水性的聚醚链段，                            产生重要影响。所以，以下几个方面将是环氧树脂
            具有良好的水分散性，其与乳液配制而成的漆膜具                             水性化和产业化的主要研究热点和发展趋势：
            有优异的物理机械性能，表现为铅笔硬度 3H、柔韧                               （1）优化操作工艺流程，运用正交试验设计和
                                                               数据分析等手段判断各因素对乳液的影响程度，并
            性 1  mm、附着力 0 级、抗冲击强度可达 50 kg/cm
            等，此外，可耐水 388  h 不泛白气泡和耐酸碱腐蚀                        最终确定最佳配方和工艺条件。
            48  h。肖淑欣    [50] 等将乙二胺和环氧树脂在常温条件                      （2）同时采取多种制备方法结合，不拘泥于单
            下反应，再通过控制滴加冰醋酸的量来调节胺基中                             独某一种方法，比如化学改性法和相反转法结合使
            和度和产物的 HLB 值，得到与环氧树脂相容性很好                          用，充分发挥不同制备方法的优点，规避其缺点和
            的环氧固化剂。将其同环氧树脂乳液按照一定的比                             不足。
            例混合配制成水性环氧涂料，研究讨论涂膜的机械                                 （3）寻找或合成与不同环氧树脂相匹配的乳化
            性能、平衡吸水率、耐酸碱腐蚀性、硬度和热力学                             剂和固化剂，针对不同分子量和结构的环氧树脂，
            等物理化学性能，结果显示，当调节中和度至 50%                           发展与之相配套的乳化剂和固化剂，提高乳化效果，
            时，涂膜的上述性能均表现优异。                                    着力解决环氧树脂和固化剂之间相容性问题。
                 固化剂乳化法制备水性环氧树脂乳液，其优点                              （4）选取多种优异性能的化合物对环氧树脂进
            是体系无需外加环氧乳化剂，乳液体系稳定，且由                             行化学改性，针对不同应用对环氧涂料的要求，选
            于环氧固化剂同时充当乳化剂，因此制成的水性环                             取相对应的化合物向环氧树脂中引入亲水链段或者
            氧树脂乳液微粒中将会同时含有环氧树脂和固化剂                             基团，并对其性能进行计划性修饰和改性，朝着功
            颗粒，不会出现树脂和环氧固化剂之间相容性不好                             能材料方向发展。
            的问题。然而，固化剂与环氧树脂之间的反应活性                                 （5）发展其他新型功能涂料，例如可低温固化
            会深刻影响乳液的操作时间，活性太强会使操作时                             和 UV 光固化的水性环氧树脂涂料、电泳环氧涂料、
            间变短，不利于环氧乳液的施工；活性太弱固化反                             石墨烯及纳米材料改性环氧涂料等，缩短固化时
   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43