水性环氧固化剂

2013-07-15 08:32:16 21

 

水性环氧树脂涂料一般用在室温固化的场合。多乙烯多胺,如二乙烯三胺、三乙烯四胺及间苯二胺是常用的溶剂型环氧树脂固化剂,但它们一般溶于水,在气温较低或空气湿度较大时会由于该类固化剂吸收空气中的水分、二氧化碳而使得涂膜泛白,附着力下降。而且多乙烯多胺本身容易挥发,并有刺激性气味,与环氧树脂的相容性也较差,成膜后会有部分多乙烯多胺在涂膜表面析出而造成缺陷。实际使用的水性环氧固化剂大多为它们的改性产物,包括酰胺化多胺、聚酰胺和环氧多胺加成物,通过在多乙烯多胺分子中引入非极性基团,改善了它们与环氧树脂的相容性。
早期酰胺化多胺用作水性环氧树脂涂料的固化剂,由于酰胺化的多胺具有乳化剂的功能,因而低分子量的液体环氧树脂不需要预先乳化,而由酰胺化的多胺在施工前混合乳化,具有施工性能好、适用期长等优点,但固化后涂膜的性能不佳,耐水性和耐化学药品性能差。由于酰胺化的多胺和聚酰胺类固化剂的缺点,改性后涂膜的性能又没有明显的提高,因此目前研究的水性环氧固化剂主要指环氧多胺类加成物。通过对多乙烯多胺进行改性,使其成为性能良
好的水性环氧固化剂,保证固化后的涂膜性能接近溶剂型环氧树脂涂料,具体的改性方法如下。
      1.提高它与环氧树脂的相容性,这有利于分散后环氧树脂乳液的稳定性并可避免固化后由于固化剂析出而造成的表面缺陷。提高相容性的途径是与单环氧化合物或多环氧化合物反应。典型的芳香族单环氧化合物为苯基或甲苯基环氧丙基醚,典型的脂肪族单环氧化合物为丁基环氧丙基醚,典型的芳香族多环氧化合物为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和酚醛环氧树脂。
     2.如果是由水性环氧固化剂在施工前对液体环氧树脂进行混合乳化,这类固化剂必须既是交联剂又是乳化剂,因而改性后的多胺环氧加成物应有表面活性剂的作用,具体的改性途径是在多胺环氧加成物的分子链中引入具有表面活性作用的分子链段,这部分链段在体系中起内乳化剂的作用。
     3.延长水性环氧树脂涂料的适用期。要延长水性环氧树脂涂料的适用期,通常有必要降低水性环氧固化剂的活性。多乙烯多胺分子中包括伯胺氢和仲胺氢,而伯胺氢的活性要比仲胺氢高得多,通过封端剂将伯胺氢反应掉是降低多胺环氧固化剂活性的有效途径。封端剂一般为单环氧化合物,如丁基环氧丙基醚、苯基环氧丙基醚和甲苯基环氧丙基醚。但从相容性角度考虑,采用脂肪族单环氧化合物和芳香族单环氧化合物配合使用更为合适。
      4.保持良好的水可分散性。多乙烯多胺是水溶性的,但与环氧树脂加成后,其亲水性有所下降,因此合成时必须考虑亲水亲油平衡,使其改性后的多胺环氧固化剂仍有良好的水可分散性,一般采用成盐的方法,一方面中和一部分伯胺氢,另一方面又可适当地提高其亲水性。通常选用有机挥发性一元弱酸(如醋酸),它在固化后基本挥发掉,不会影响涂膜的耐腐蚀性和耐化学药品性。
     

 

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