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非離子型環(huán)氧固化劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-6-14 10:50:58 |
常用的環(huán)氧-多胺加成物類陽(yáng)離子水性環(huán)氧固化劑因使用揮發(fā)性有機(jī)酸成鹽而給涂膜性能及環(huán)境保護(hù)帶來(lái)不利的影響。開(kāi)發(fā)非離子型環(huán)氧固化劑是其發(fā)展趨勢(shì)之一。
目前，文獻(xiàn)報(bào)道的非離子型環(huán)氧固化劑的制備工藝一般比較復(fù)雜。今采用聚醚多元醇二縮水甘油醚(DGEPG)、三乙烯四胺(TETA)及液體環(huán)氧樹(shù)脂(EPON828)為原料，采用二步擴(kuò)鏈法合成一種新的自乳化非離子型環(huán)氧固化劑。
首先通過(guò)滴加DGEPG到TETA的丙二醇甲醚(PM)溶液中進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，在固化劑分子中引入親水性的柔性聚醚鏈段。考察了物料摩爾比(TETA/DGEPG)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)DGEPG環(huán)氧轉(zhuǎn)化率的影響。
然后滴加EPON828到TETA-DGEPG加成物的PM溶液中進(jìn)一步擴(kuò)鏈反應(yīng)，在固化劑分子中引入環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈段，以提高固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性?？疾炝朔磻?yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)EPON828環(huán)氧轉(zhuǎn)化率的影響。
最后減壓蒸餾除去大部分的PM溶劑后，在50~60℃溫度范圍內(nèi)，滴加蒸餾水到TETA-DGEPG-EPON828加成物中，將其稀釋到固含量為50%~55%左右，最終制備出一種新的非離子型自乳化水性環(huán)氧固化劑，其制備工藝比較簡(jiǎn)單。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所合成出的新的非離子型水性環(huán)氧固化劑具有良好的乳化液體環(huán)氧樹(shù)脂的功能，與液體環(huán)氧樹(shù)脂所形成的雙組分室溫固化涂膜性能優(yōu)良，具有良好的柔韌性和耐沖擊性，同時(shí)改善了普通環(huán)氧樹(shù)脂固化后性能較脆的缺陷。
溶劑型環(huán)氧涂料因含有大量有機(jī)溶劑而給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)危害，環(huán)氧涂料的水性化是其發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。固化劑是影響雙組分環(huán)氧涂料性能的關(guān)鍵因素之一，常用的室溫固化水性環(huán)氧固化劑大多為脂肪族多胺的改性產(chǎn)物。
在環(huán)氧樹(shù)脂-多胺加成物類水性環(huán)氧固化劑的制備過(guò)程中，由于脂肪族胺與環(huán)氧樹(shù)脂加成后親水性下降,為保證固化劑在水中分散性好，常用有機(jī)酸(如乙酸)中和成鹽，即成陽(yáng)離子型水性環(huán)氧固化劑，以保持乳液的穩(wěn)定。
而有機(jī)酸的存在，會(huì)導(dǎo)致涂膜性能下降,用在金屬上易產(chǎn)生閃銹，有機(jī)酸還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；另外，陽(yáng)離子型水性環(huán)氧固化劑對(duì)pH值比較敏感，當(dāng)與堿性顏、填料一起使用時(shí)，易出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是隨著聚氨酯的發(fā)展,于80年代初工業(yè)化并大量使用的一種位阻芳香二胺擴(kuò)鏈劑,為低粘度、無(wú)毒、無(wú)味的液體。用于聚氨酯中,可提高制品強(qiáng)度和耐水解性,使制品生產(chǎn)率大大提高,并使大尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的聚氨酯制品工業(yè)化成為可能。detda與異氰酸醋較快的反應(yīng)速度還特別適用于無(wú)溶劑、快固型涂料。此外,還可作為環(huán)氧、醇酸樹(shù)脂固化劑,橡膠油類抗氧劑、染料、農(nóng)藥中間體,是一種很有前途的化工新產(chǎn)品。
因此，開(kāi)發(fā)非離子型水性環(huán)氧固化劑具有廣泛的發(fā)展前景。目前，國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)有關(guān)非離子型水性環(huán)氧固化劑合成的文獻(xiàn)報(bào)道；國(guó)外，雖有少量專利文獻(xiàn)報(bào)道，但其制備工藝一般比較復(fù)雜。
另一方面，一般環(huán)氧樹(shù)脂固化后性能較脆，添加橡膠彈性體或熱塑性樹(shù)脂以改變其脆性會(huì)給成型加工帶來(lái)麻煩與不便，而使用含有柔性鏈段的韌性固化劑能改善環(huán)氧樹(shù)脂固化后性能較脆的缺陷。
本文擬采用二步擴(kuò)鏈法合成一種新的非離子型自乳化水性環(huán)氧固化劑，其制備工藝比較簡(jiǎn)單。先采用聚醚多元醇二縮水甘油醚對(duì)三乙烯四胺進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，生成TETA-DGEPG加成物，在固化劑分子中引入親水性的柔性聚醚鏈段。
然后用EPON828對(duì)TETA-DGEPG加成物進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，在固化劑分子中引入環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈段，以提高固化劑與液體環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，使環(huán)氧固化劑具有自乳化液體環(huán)氧樹(shù)脂的功能。
最后，減壓蒸餾去除溶劑，加水稀釋到固含量為50%～55%左右，制備出新的非離子型自乳化水性環(huán)氧固化劑。
實(shí)驗(yàn)原料。三乙烯四胺(TETA)： 化學(xué)純。丙二醇甲醚(PM): 純度99%。液體環(huán)氧樹(shù)脂(EPON828)。 聚醚多元醇二縮水甘油醚(DGEPG)。
分析測(cè)定儀器。環(huán)氧基轉(zhuǎn)化率測(cè)定，采用化學(xué)分析溴化氫-冰乙酸法。傅里葉紅外光譜儀(Perkin-Elmer Spectrum-2000, KBr壓片)測(cè)定產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。Brookfield粘度測(cè)定儀：Brookfield Engineering Labs Inc., USA。 納米粒度分析儀：Zetasizer Nano S粒度分析儀。柔韌性測(cè)定儀：QTX-1型漆膜彈性測(cè)定器。沖擊試驗(yàn)器：QCJ型漆膜沖擊器。
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