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水性環氧固化劑改性三種方法

2019-05-10

  目前國內外環氧樹脂的水性化技術主要分為乳化法和成鹽法。乳化法指的是環氧樹脂的直接乳化、不用外加乳化劑的自乳化或水性環氧固化劑乳化,而成鹽法則是將環氧樹脂改性成富含酸或富含堿的樹脂,再用小分子質量的堿或酸進行中和。水性環氧固化劑乳化環氧樹脂是最重要的水性化技術,它可以克服其他水性化方法的缺點。常用的水性環氧固化劑大多為多元胺或其改性產物,其中改性產物主要利用其分子中胺基上的活潑氫與環氧樹脂分子中的環氧基反應進行改性。據專家介紹,多元胺常用的改性方法有3種,均采用在多元胺分子鏈中引人非極性基團,使得改性后的多胺固化劑具有兩親性結構,以改善與環氧樹脂的相容性。

  首先是酰胺化多胺改性。酰胺化的多胺本身具有一定的水溶性或水可分散性,無需借助于助溶劑或乳化劑的作用就可獲得一定范圍的水可稀釋性,從而可以用作水性環氧樹脂的固化劑。并且酰胺化的多胺具有表面活性劑的作用,低分子質量液體環氧樹脂不需要預先乳化,而由酰胺化多胺在施工前混合乳化,用酰胺化多胺乳化環氧樹脂配成的水性環氧體系具有施工性能好,適用期長等優點。但專家也表示,用單脂肪酸改性的酰胺化多胺固化劑,與環氧樹脂的相容性不是太好,容易發生相分離而在涂膜表面出現浮油和凹坑等表面缺陷,并且固化不充分造成涂膜的耐化學性能和耐濕性較差。

  其次是聚酰胺的改性。采用二聚酸與多元胺進行縮合來制備水性聚酰胺固化劑,這樣改性可改善與環氧樹脂的相容性,涂膜表面也不會出現因不相容而造成的表面缺陷;但用聚酰胺固化劑乳化的環氧樹脂體系的適用期較短,一般不超過1小時就會凝膠化,這會對施工帶來一定的麻煩。專家介紹說,并且用聚酰胺固化的涂膜柔韌性較差,沖擊性能較差,涂膜偏脆。水性聚酰胺固化劑由于合成時二聚酸中不飽和雙鍵的存在,而容易被空氣中的氧氣氧化導致固化劑的顏色變深,不適合作為色澤要求較高的水性環氧地坪涂料的固化劑。這種方法改性具有一定的局限性,當然這并不掩蓋其應用上的優點。

  最后方法是多胺一環氧加成物。專家介紹說,由于用酰胺化多胺和聚酰胺水性固化劑固化的涂膜或多或少存在缺陷,而改性后的涂膜性能又沒有明顯改良,因此國外采用的水性環氧固化劑為多元胺-環氧加成物,采用環氧樹脂與多元胺反應,在多元胺分子鏈中引入環氧樹脂分子鏈,使得合成后的固化劑具有親環氧樹脂的分子結構,減少固化劑分子中伯胺基團的含量可明顯降低固化劑的活性。使得用這種類型的水性環氧固化劑乳化的環氧體系的適用期有所延長,并通過添加聚氧化烷基多胺的方法來改善涂膜偏脆的問題。這位專家還表示,若該水性環氧固化劑要具有乳化環氧樹脂的功能,則需通過在固化劑分子鏈中引人氧化烷基鏈段,或者離子基團來獲得。

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