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固化劑固化機理分析
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-4-29 11:10:15 |
固化劑固化機理分析。Ⅰ型水性環(huán)氧體系固化反應的進行受到固化劑擴散過程的控制。而擴散過程又受到下述4個因素的影響:
固化劑固化機理分析(1)固化劑的乳化性能:固化劑的乳化性能越好，則環(huán)氧樹脂乳化后顆粒粒徑越小，固化劑通過擴散到達環(huán)氧樹脂顆粒中心的時間越短，也越容易;反之，環(huán)氧樹脂乳化后顆粒粒徑大，固化劑到達環(huán)氧顆粒中心的時間較長，樹脂顆粒表面由于反應而表面硬化阻止擴散過程的進行，固化劑很難到達顆粒內部，這將導致固化不完全。因此要求固化劑要有好的乳化性能。
固化劑固化機理分析(2)固化劑的反應性:若固化劑的反應性太強，隨著固化反應的進行，在環(huán)氧顆粒表面很快地形成一層硬化層，阻止固化劑擴散的進行;反之固化劑的反應性太弱，則固化反應速度太慢，致使成膜緩慢。因此固化劑的反應性應當適中。
固化劑固化機理分析(3)固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性:兩者相容性越好固化劑越容易向環(huán)氧樹脂內部擴散，有利于固化完全。
固化劑固化機理分析(4)固化劑的玻璃化溫度:固化劑的玻璃化溫度應較低，否則一旦反應開始，由環(huán)氧樹脂乳液和固化劑發(fā)生反應在乳液邊緣形成的固化物的玻璃化溫度將很快超過乳液的最低成膜溫度，形成的較硬的邊緣硬殼將使乳液顆粒聚結困難，從而導致固化不完全。
乳液粒徑測試表明:使用長鏈的縮水甘油醚和多支鏈單環(huán)氧化合物混合后再封端，所得的乳化劑的乳化性能最佳。
固化劑A為采用長鏈脂肪醇縮水甘油醚和多支鏈單環(huán)氧化合物分別封端后再以物質的量的比1∶1共混的固化劑;固化劑B采用的是長鏈脂肪醇縮水甘油醚和多支鏈單環(huán)氧化合物以物質的量的比1∶1混合后再封端得到的固化劑。
采用固化劑B乳化的環(huán)氧樹脂乳液平均粒徑遠小于采用固化劑A乳化的乳液粒徑。即采用長鏈脂肪醇縮水甘油醚和多支鏈單環(huán)氧化合物以物質的量的比1∶1混合后再封端得到的固 化劑乳化性能較優(yōu)異(HLB值合適)。
同時由于長鏈脂肪醇縮水甘油醚和多支鏈單環(huán)氧化合物具有很強的疏水性，提高了水溶性固化劑和疏水性環(huán)氧樹脂之間的相容性。
另外，由于兩者與環(huán)氧樹脂的反應活性相差不多，所以可能得到的固化劑的結構為一端為長鏈脂肪醇縮水甘油醚，一端為多支鏈單環(huán)氧化合物。
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多支鏈能改善固化后涂膜的柔韌性，且兩者均不具有苯環(huán)，支鏈的鏈段運動靈活，降低了固化劑的玻璃化溫度，便于乳液的聚結，固化較為完全，形成的涂膜均勻。這可通過對固化劑固化液體環(huán)氧樹脂的涂膜進行熱分析證實。
將兩者與環(huán)氧樹脂E-51混合，配成清漆進行實驗，兩涂膜相應設定為涂膜A和涂膜B。兩涂膜厚度均在25～30μm之間。其中涂膜A的含水率為817%;涂膜B 的含水率為314%。
Ⅰ型環(huán)氧自乳化固化劑的合成。在裝有攪拌器、電熱套、氮氣導管、冷凝器和溫度計的250mL的四口燒瓶內加入E-51和二乙烯三胺(物質的量比為1∶4)并攪拌，加熱升溫至90～100℃，保溫2h，制得胺封端的環(huán)氧樹脂-胺加成物。
再用減壓蒸餾(真空度0106MPa)，除去多余的二乙烯三胺，然后加入單環(huán)氧化合物或丙烯腈化合物，升溫至70～80℃，保溫3h，進行封端反應。
最后在50～60℃下加入醋酸和去離子水，稀釋至固含量(質量分數)為60%，保溫11.5h，制得Ⅰ型環(huán)氧自乳化固化劑。
Ⅰ型環(huán)氧樹脂涂料的配制。將制得的自乳化固化劑倒入燒瓶中，在攪拌速度為500～1000r/min下緩慢加入環(huán)氧樹脂E。持續(xù)攪拌5～10min，即得到Ⅰ型環(huán)氧樹脂涂料。
普通封端劑對涂膜性能的影響 常用的封端劑包括丙烯腈、丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚。表1是分別采用丙烯腈、丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚封端的涂膜性能。
采用上述普通封端劑得到的固化劑難以很好地固化環(huán)氧樹脂。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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