環(huán)氧云鐵固化劑可以單獨(dú)使用嗎具有一系列優(yōu)異性能而廣泛應(yīng)用于涂裝領(lǐng)域[1]。但是,溶劑型環(huán)氧涂料會(huì)給環(huán)境帶來(lái)危害,減少或消除有機(jī)溶劑的涂料技術(shù)不斷涌現(xiàn),水性涂料是最有希望的技術(shù)之一[2]。環(huán)氧云鐵固化劑可以單獨(dú)使用嗎用水性環(huán)氧固化劑乳化并固化環(huán)氧樹(shù)脂是最重要的水性化技術(shù),它可以克服其他水性化方法的缺點(diǎn)。本文概述了水性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的改性原理,介紹了國(guó)內(nèi)外I型和II型水性環(huán)氧固化劑的研究進(jìn)展及其發(fā)展趨勢(shì)。
1·水性環(huán)氧固化劑的改性原理
溶解度參數(shù)是否匹配是環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑能否充分混合、固化的關(guān)鍵。溶解度參數(shù)大的固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂溶解度參數(shù)差異較大,制得的膠膜綜合性能不好:而溶解度參數(shù)小的固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂溶解度參數(shù)匹配,但它難溶于水,不能穩(wěn)定地分散在水中,因此需對(duì)其進(jìn)行改性。水性環(huán)氧固化劑改性的原理是將多元胺改性使其具有親環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu),同時(shí)該固化劑又可作為陽(yáng)離子型乳化劑使環(huán)氧樹(shù)脂乳化。用該方法制備的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液具有良好的穩(wěn)定性,可以保證膠膜的耐化學(xué)藥品性能良好。
2·I型水性環(huán)氧固化劑的研究進(jìn)展
I型水性環(huán)氧固化劑自開(kāi)發(fā)以來(lái)發(fā)展迅速,由離子型改性脂肪胺固化劑逐步發(fā)展為非離子型水性環(huán)氧固化劑。對(duì)于I型水性環(huán)氧體系,要求固化劑既有固化功能又有乳化功能。
2.1離子型水性固化劑
國(guó)外較早研制成功的離子型水性環(huán)氧固化劑產(chǎn)品的是ThomasSwan公司的Casmide360和Casmide362。隨后Shell、Henkel、Ciba—Geigy等公司都有此類(lèi)固化劑推出,這些固化劑在水中都具有良好的分散性。其中Shimp等[4]采用低分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂與多乙烯多胺反應(yīng)生成多胺一環(huán)氧加成物,再經(jīng)單環(huán)氧化合物封端,并用醋酸咸鹽,以調(diào)節(jié)固化劑的HLB。
陶永忠等[5]采用液體環(huán)氧樹(shù)脂與非離子表面活性劑反應(yīng)生成BMJ-環(huán)氧加成物,然后與三乙烯四胺加成,再用單環(huán)氧化合物封端,最后用醋酸成鹽。由于該固化劑中含有非離子表面活性劑,乳液的穩(wěn)定性有所提高,膠膜硬度、耐水性和柔韌性均有所增強(qiáng)。
王豐等[6]采用液體環(huán)氧樹(shù)脂與二乙烯三胺反應(yīng)生成ABA型端氨基環(huán)氧一胺加成物,再經(jīng)2種新型的封端劑(C一C8脂肪醇縮水甘油醚和多支鏈的單環(huán)氧化合物)封端,最后用醋酸成鹽合成了水性環(huán)氧固化劑,解決了普通水性環(huán)氧涂料硬度太高、柔韌性和耐;中擊性較差的弊病。
2.2非離子型水性固化劑
非離子型水性環(huán)氧固化劑不需要采用中和劑中和,該類(lèi)固化劑必須既是交聯(lián)劑又是乳化劑。為確保固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的相容性,主要是通過(guò)引入聚氧乙烯鏈,使其在水中具有很好的分散性。
Stark等[7]采用環(huán)氧樹(shù)脂與過(guò)量的間苯二甲胺反應(yīng)生成端環(huán)氧胺加成物,再與端羧基聚醚醇反應(yīng)生成酰胺一胺,經(jīng)封端得l型水性環(huán)氧固化劑。
鄒海良等[8]利用十八胺(OCTA)與乙二醇縮水甘油醚(SY-669)反應(yīng),制得雙環(huán)氧基化合物,再用三乙烯四胺封端。由于引入了親水性的醚鍵、羥基、氨基和疏水性的十八烷基鏈,所以該固化劑本身就是~種端氨基表面活性劑,其制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低,性能優(yōu)異。
胡劍青等[9]以聚醚多元醇二縮水甘油醚與三乙烯四胺反應(yīng)合成TETA—NPER一032加成物,然后與液體環(huán)氧樹(shù)脂(EPON828)進(jìn)一步反應(yīng),合成出水性環(huán)氧固化劑。配合液體環(huán)氧樹(shù)脂,加入新型復(fù)合鐵鈦防銹顏料和其他相關(guān)助劑,制得綜合性能優(yōu)良的水性環(huán)氧防銹涂料。
3·II型水性環(huán)氧固化劑的研究進(jìn)展
環(huán)氧云鐵固化劑可以單獨(dú)使用嗎II型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系是為了解決I型體系的不足而發(fā)展起來(lái)的。II型水性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑早期采用聚酰胺固化劑,也曾嘗試過(guò)將聚酰胺用非離子型乳化劑使其分散于水中。后來(lái)用改性聚酰胺作為II型水性環(huán)氧固化劑,即將聚酰胺樹(shù)脂與酸反應(yīng)得到銨鹽,再在醇醚類(lèi)溶劑的輔助下溶解于水中。該方法改善了固化劑親水性和在水中的穩(wěn)定性,但仍存在固化慢、硬度低等缺點(diǎn)。第1種商業(yè)化的II型水性環(huán)氧固化劑是Casmide350,是改性聚酰胺樹(shù)脂與親水性溶劑的混合溶液,但這些固化劑得到的膠膜性能均不理想。