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水性環(huán)氧樹脂用固化劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-6-2 16:07:44 |
根據(jù)制備方法的不同，水性環(huán)氧樹脂的制備方法主要有機械法、相反轉法、水性環(huán)氧樹脂用固化劑乳化法和化學改性法。
1.機械法也稱直接乳化法，通常是將環(huán)氧樹脂用球磨機、膠體磨、均質器等磨碎，然后加入乳化劑水溶液，再通過超聲振蕩、高速攪拌將粒子分散于水中，或將環(huán)氧樹脂與乳化劑混合，加熱到一定溫度，在激烈攪拌下逐漸加入水而形成環(huán)氧樹脂乳液。機械法制備水性環(huán)氧樹脂乳液的優(yōu)點是工藝簡單、成本低廉、所需乳化劑的用量較少。
但是，此方法制備的乳液中環(huán)氧樹脂分散相微粒的尺寸較大，約10μm左右，粒子形狀不規(guī)則，粒度分布較寬，所配得的乳液穩(wěn)定性一般較差，并且乳液的成膜性能也不太好，而且由于非離子表面活性劑的存在，會影響涂膜的外觀和一些性能。
2.相反轉法即通過改變水相的體積，將聚合物從油包水(w/o)狀態(tài)轉變成水包油(O/W)狀態(tài)，是一種制備高分子樹脂乳液較為有效的方法，幾乎可將所有的高分子樹脂借助于外加乳化劑的作用通過物理乳化的方法制得相應的乳液。
相反轉原指多組分體系中的連續(xù)相在一定條件下相互轉化的過程，如在油/水/乳化劑體系中，當連續(xù)相從油相向水相(或從水相向油相)轉變時，在連續(xù)相轉變區(qū)，體系的界面張力最小，因而此時的分散相的尺寸最小。
通過相反轉法將高分子樹脂乳化為乳液，制得的乳液粒徑比機械法小，穩(wěn)定性也比機械法好，其分散相的平均粒徑一般為l～2μm。
3.水性環(huán)氧樹脂用固化劑乳化法是不外加乳化劑，而是利用具有乳化效果的水性環(huán)氧樹脂用固化劑來乳化環(huán)氧樹脂。這種具有乳化性質的固化劑一般是改性的環(huán)氧樹脂固化劑，它既具有固化，又具有乳化低相對分子質量液體環(huán)氧樹脂的功能。
乳化型水性環(huán)氧樹脂用固化劑一般是環(huán)氧樹脂-多元胺加成物。在普通多元胺固化劑中引入環(huán)氧樹脂分子鏈段，并采用成鹽的方法來改善其親水親油平衡值，使其成為具有與低相對分子質量液體環(huán)氧樹脂相似鏈段的水可分散性固化劑。
由于固化劑乳化法中使用的乳化劑同時又是環(huán)氧樹脂的固化劑，因此固化所得漆膜的性能比需外加乳化劑的機械法和相反轉化法要好。
4.化學改性法又稱自乳化法，是水性環(huán)氧樹脂的主要制備方法?；瘜W改性法是通過打開環(huán)氧樹脂分子中的部分環(huán)氧鍵，引入極性基團，或者通過自由基引發(fā)接枝反應，將極性基團引入環(huán)氧樹脂分子骨架中，這些親水性基團或者具有表面活性作用的鏈段能幫助環(huán)氧樹脂在水中分散。
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鏈劑,為低粘度、無毒、無味的液體。用于聚氨酯中,可提高制品強度和耐水解性,使制品生產率大大提高,并使大尺寸、結構復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速度還特別適用于無溶劑、快固型涂料。此外,還可作為環(huán)氧、醇酸樹脂固化劑,橡膠油類抗氧劑、染料、農藥中間體,是一種很有前途的化工新產品。
由于化學改性法是將親水性的基團通過共價鍵直接引入到環(huán)氧樹脂的分子中，因此制得的乳液穩(wěn)定，粒子尺寸小，多為納米級?；瘜W改性法引入的親水性基團可是以陰離子、陽離子或非離子的親水鏈段。
非離子型水性環(huán)氧樹脂：非離子型水性環(huán)氧樹脂可分為乳化劑乳化的非離子型水性環(huán)氧樹脂體系、自乳化非離子型水性環(huán)氧樹脂體系和非離子型水性環(huán)氧固化劑體系。
用化學改性法制備的非離子型自乳化水性環(huán)氧樹脂乳液由于只含親水性聚氧乙烯鏈段，不含陰/陽離子基團，因此乳液對pH的變化適應性強，同時涂膜的柔韌性及耐水性也有較大的提升。故改性非離子型水性環(huán)氧樹脂體系的開發(fā)將成為水性環(huán)氧涂料領域新的研究熱點。
芳香胺比脂肪胺的活性小，與環(huán)氧基的反應速度慢。室溫下只有30%左右的樹脂參加了反應。這是由于芳香胺氮原子上的不對稱電子被苯環(huán)部分地分散了(苯核的E效應)，造成堿性降低，以及苯環(huán)的立體位阻效應所致。然而芳香胺與脂環(huán)環(huán)氧基的反應卻要比脂肪胺快。
這可能是芳香胺的相對酸度大一些的緣由。芳香胺與卻氧基的反應也可被醇類、酚季、三氟化硼絡合物和辛酶亞錫等加建。辛酸亞錫對脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的固化加速作用特別明顯。
酰胺基上氫原子的活性就更小了。室溫下與環(huán)氧基很難發(fā)生反應。需在KOH、NaOH或苯二甲酸鈉等強堿性促進劑存在下；或在150℃以上的高溫下才能產生開環(huán)加成反應。此反應，可用于環(huán)氧樹脂的改性。
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