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固化劑與環(huán)氧樹脂
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-4-26 22:19:35 |
在雙組分水性環(huán)氧涂料體系中，漆膜的固化是一個物理化學(xué)反應(yīng)，在水分蒸發(fā)的過程中固化劑與環(huán)氧樹脂微粒的表面接觸，發(fā)生化學(xué)固化反應(yīng)，然后固化劑分子向環(huán)氧樹脂微粒內(nèi)部擴散，固化劑與環(huán)氧樹脂在毛細(xì)管壓力下乳膠顆粒及固化的環(huán)氧樹脂進(jìn)行堆積，直至形成均一、連續(xù)的漆膜。
固化劑與環(huán)氧樹脂反應(yīng)中，固化劑會影響到漆膜的固化程度和固化結(jié)構(gòu)，從而影響漆膜的機械性能及防腐性能，因此固化劑用量是至關(guān)重要的。在本實驗中做了一系列實驗確定固化劑用量。
由實驗結(jié)果可以看出當(dāng)固化劑添加量小于3：1或者大于1：1時，漆膜耐水性能較差，均是由于固化密度過低，導(dǎo)致氧氣和水分更容易滲透。
同時因為胺固化劑是親水的，固化劑的過量將導(dǎo)致嚴(yán)重的銹蝕作用；當(dāng)固化劑比例在2：1至1.5：1時，環(huán)氧基團與固化劑可以反應(yīng)，形成致密的固化結(jié)構(gòu)，漆膜的各項性能指標(biāo)符合要求；因此，本配方體系的環(huán)氧與固化劑比例取在2：1至1.5：1之間。
水性環(huán)氧涂料的成膜過程比溶劑型的更嚴(yán)格，因為這個過程有兩步：一是水的揮發(fā)；二是漆膜的固化固化。如果固化速度高于水分的揮發(fā)速度，漆膜中就會含有水分，固化密度降低導(dǎo)致性能也會有所降低。
這使得施工時的溫度、相對濕度和通風(fēng)等條件的控制比溶劑型產(chǎn)品的更為嚴(yán)格。在本試驗中，測試了不同施工條件下漆膜性能的變化。
環(huán)氧與固化劑的固化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，相對于其他水性涂料來說，施工溫度寬容性較高，在5℃以上條件下即可固化，同時隨著環(huán)境溫度越高，漆膜綜合性能越好；由于水性環(huán)氧涂料中含有大量的水份，相對濕度過大會導(dǎo)致水份蒸發(fā)速率過低，導(dǎo)致固化密度下降，漆膜耐水性明顯降低。由實驗結(jié)果可以看出濕度小于70%，溫度大于10℃為最佳施工條件。
研制了采用乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷作為改性劑的水性環(huán)氧乳液，當(dāng)添加量為3%~4%時，顯著提高了環(huán)氧乳液穩(wěn)定性。
研究了酸值對乳液穩(wěn)定性及漆膜性能的影響，最終確定酸值在60-90（KOH）mg/g之間，乳液穩(wěn)定性與漆膜性能平衡性最佳。
二乙基甲苯二胺DETDA是一種位阻型芳香族二胺，乙基和甲基的位阻作用使得其活性比甲苯二胺(TDA)低得多。它與聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)速度比DMTDA快數(shù)倍，比MOCA快約30倍。主要用于RIM聚氨酯體系以及噴涂聚氨酯(脲)彈性體涂料體系，具有反應(yīng)速度快，脫模時間短、初始強度高、制品耐水解、耐熱等優(yōu)點。另外該品還可用作彈性體、潤滑劑及工業(yè)油脂的抗氧劑，以及化學(xué)合成中間體。
確定了環(huán)氧乳液與固化劑的最佳配比，當(dāng)環(huán)氧乳液與固化劑比例在2：1至1.5：1之間時，漆膜綜合性能最佳。
研究了施工條件對漆膜固化的影響，當(dāng)濕度小于70%，溫度大于10℃為最佳施工條件。
所謂防腐涂料技術(shù)整體設(shè)計的無公害化即指在研發(fā)時應(yīng)考慮到涂料自身的各個組成部分（成膜物質(zhì)、防腐顏料、溶劑及助劑）、原材料的合成及涂料生產(chǎn)過程、基材預(yù)處理過程、施工過程等整體的無公害化。
例如，所采用的原材料雖然自身是無公害的，但它的生產(chǎn)過程不符合環(huán)保要求，也是要舍棄的，如氯化橡膠；有些材料，如紅丹防銹漆性能優(yōu)異，但它有毒，對人類不安全，易造成環(huán)境污染，因而其性能雖好也不能采用。
為了在金屬表面使用防腐蝕涂料，必須首先進(jìn)行除油、除銹等預(yù)處理，而預(yù)處理過程一般會對環(huán)境造成污染，且成本較高，若采用帶銹涂料，在有銹的鋼鐵表面直接涂覆即可使鐵銹穩(wěn)定、鈍化或轉(zhuǎn)化；為了減少預(yù)處理過程的環(huán)境污染，還出現(xiàn)了無污染噴砂除銹工藝，如濕噴砂技術(shù)等。
環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的機械強度、粘結(jié)性等優(yōu)點，是廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)、涂料工業(yè)、復(fù)合材料等領(lǐng)域的熱固性樹脂之一。
其中用于涂料領(lǐng)域的環(huán)氧樹脂多為非水溶性的，僅易溶于酮類、醚醇類等有機溶劑，但隨著人們的環(huán)保要求不斷提高，水性環(huán)氧涂料的需求及應(yīng)用越來愈多，但水性環(huán)氧涂料的廣泛應(yīng)用仍然受制于水性環(huán)氧樹脂的研發(fā)進(jìn)展。
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