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I型水性環(huán)氧固化劑

來源:邵君( 先生,國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間:2017-6-1 11:00:17
最早研制成功的I型水性環(huán)氧固化劑是Casmide360及其改性產(chǎn)品Casmide362。采用低分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂與多乙烯多胺反應(yīng)生成多胺-環(huán)氧加成物,再經(jīng)單環(huán)氧化合物將其封端,并用醋酸中和部分的仲胺,以調(diào)節(jié)固化劑的HLB,以降低I型水性環(huán)氧固化劑的反應(yīng)活性,延長適用期。

陶永忠等則將低分子量液體環(huán)氧樹脂 (E51)與聚乙二醇反應(yīng)生成端環(huán)氧化合物,然后與三乙烯四胺反應(yīng)生成端胺基環(huán)氧-胺加成物,再用單環(huán)氧化合物封端,最后用醋酸中和成鹽,制得I型水性環(huán)氧固化劑。

由于長鏈聚乙二醇的引入降低了交聯(lián)密度,提高了涂膜的柔韌性。Becker等則利用環(huán)氧樹脂與聚乙二醇反應(yīng)生成端環(huán)氧化合物,再與間苯二甲胺反應(yīng),經(jīng)封端成鹽得到固化劑產(chǎn)品。

環(huán)氧樹脂自身為熱塑性的線型結(jié)構(gòu),受熱后固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),高粘度變?yōu)榈驼扯龋挥信c固化劑配合使用才具有實用價值(純正的單組分水性環(huán)氧體系也需加入潛伏型固化劑)。因此水性環(huán)氧體系應(yīng)包含水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑,同樣,它們分別通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài)。

樹脂通過不同的水性化途徑可形成三種水分散形態(tài):①水溶性;②膠束分散型;③乳液。

因此水性環(huán)氧體系具有更多的選擇組合(理論上具有9種的形態(tài)組合),但也增加了選擇難度。同時在實際應(yīng)用過程,通過加入大量的顏填料、助劑等,提高水性環(huán)氧體系應(yīng)用性能同時也掩蓋了水性環(huán)氧體系的不足甚至嚴重缺陷,這將增大更多的不確定因素和復(fù)雜性。

棄繁從簡,分別關(guān)注水性環(huán)氧樹脂形態(tài)和水性環(huán)氧固化劑形態(tài)的同時,通過掌控水性環(huán)氧的本質(zhì)和水性環(huán)氧的評定達到更快、更好的選擇水性環(huán)氧體系,為您的萬丈高樓打牢根基!

不管選擇何種形態(tài)的水性環(huán)氧樹脂和水性環(huán)氧固化劑,最終具有實際應(yīng)用價值的水性環(huán)氧體系是一種分散多相結(jié)構(gòu),由水性環(huán)氧樹脂、水性環(huán)氧固化劑、水等多相組成,其成膜機理不同于一般的聚合物乳液如丙烯酸乳液的成膜(凝結(jié)成膜,物理過程),同時與溶劑型環(huán)氧的成膜也不完全相同。



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在溶劑型環(huán)氧體系中,環(huán)氧樹脂和固化劑均以分子形式溶解在有機溶劑中,形成的體系是均相的,固化反應(yīng)在分子之間進行,因而固化反應(yīng)進行得比較完全,所形成的固化物也是均相的。

水性環(huán)氧為多相體系,環(huán)氧樹脂和固化劑以分散相形式分散在水相中,交聯(lián)固化過程是在水分蒸發(fā)的過程中微粒之間的相互滲透內(nèi)部擴散交聯(lián)反應(yīng)過程,因此水性環(huán)氧的固化程度取決于以下因素:

水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑的相容性越好,越有利于固化劑微粒與環(huán)氧樹脂微粒相互內(nèi)部擴散,有利于固化反應(yīng)的進行;

粒徑較小時,水性環(huán)氧樹脂與水性環(huán)氧固化劑分散相粒子能夠較充分地相互滲透到內(nèi)核從而達到較完全的固化程度。

在從粒子熔合過程中,在理論上一般由Nix和Dodge方程進行解釋。他們認為對一固定組成的粉末涂料,表面張力是熔合和流平的唯一因素,體系粘度對流平起阻滯作用。根據(jù)這一假設(shè),兩個粒子融合在一起時間與熔體粘度(μ)和粒子的曲率半徑/表面張力(Rc/γ)成正比例關(guān)系。方程如下t∝μRc/γ

雖然這一模型是基于單個的圓型的粒子進行的描述,事實上的真實粒子并非完全等同于理想模型(粒徑也不相同)。但可以確定的是γ越高粒子間的融合需時越短,μ越高融合需時間越長,從最終的現(xiàn)象來看Nix和Dodge方程能夠進行較好的解釋這一現(xiàn)象的。

對于粉末涂料流平的第二階段(流平),可借用描述液態(tài)涂料流平的Orchard方程來描述。該方程將流平時間和涂膜厚度(h),融熔粘度(μ),表面張力(γ),波長(λ),波峰高度(αt ,α0)進行關(guān)聯(lián)給出以下方程:ln(αt/α0)= -(16π4h3/3λ4)∫0t(γ/μ)dt

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