水性环氧树脂固化剂的研究进展
概述了水性环氧固化剂改性的原理,介绍了水性环氧固化剂改性的3种方法,同时综述了第Ⅰ代、第Ⅱ代水性环氧固化剂的国内外研究进展,并对水性环氧固化剂的发展趋势进行了展望。
标签:环氧树脂;水性环氧固化剂;改性;研究进展
水性环氧涂料体系在保留传统环氧体系所具有的优异附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性等特性的基础上,以水为分散介质,不含或只含有少量有机溶剂,是一类环境友好的高分子材料。随着对环境保护的要求日益严格,不含挥发性有机溶剂(voc)或低挥发性有机溶剂、不含有害空气污染物(NHAP)的水性环氧体系已成为当前研究的热点。在环氧树脂固化剂中,胺类固化剂种类多、用量大、用途广,但是一般的胺类固化剂在常温下挥发快、毒性大、固化速度较快、配比要求严格、甚至会吸收二氧化碳降低固化效果。而水性环氧固化剂是经过对传统的胺类固化剂改性而得,它克服了未改性胺类固化剂的缺点,不影响涂膜的物理和化学性能,且以水为溶剂,VOC含量符合环保要求。本文概述了水性环氧固化剂的改性原理,并介绍了水性环氧固化剂改性的几种方法,同时介绍国内外水性环氧树脂固化剂的研究现状。
1水性环氧固化剂的改性原理
要使环氧树脂与固化剂之间能充分混合、固化,就要使2者的溶解度参数相匹配。溶解度参数大的固化剂与疏水性的环氧树脂间的溶解度参数差异较大,得到的涂膜的综合性能不好;而溶解度参数小的固化剂与环氧树脂溶解度参数匹配,但它难溶于水,不能稳定地分散在水中,因此,需对其进行改性。水性环氧固化剂改性的原理是对多元胺进行改性,使其成为具有亲环氧树脂结构的水性环氧固化剂,同时该固化剂又作为阳离子型乳化剂完成对环氧树脂的乳化。用该方法制备的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性,并且由于环氧树脂组分不需进行亲水改性,可以保证涂膜的耐化学药品性能良好。
2水性环氧固化剂改性方法
常用的水性环氧固化剂大多为多元胺或其改性产物。其中,改性产物主要利用其分子中胺基上的活泼氢与环氧树脂分子中的环氧基发生反应进行改性。多元胺常用的改性方法有以下3种:(1)由多元胺与单脂肪酸反应制得的酰胺化的多胺;(2)由二聚酸与多元胺进行缩合而成的聚酰胺;(3)由多元胺与环氧树脂加成得到的多胺一环氧加成物。这3种方法均采用在多元胺分子链中引入非极性基团的方法,使得改性后的多胺固化剂具有两亲性结构,以改善与环氧树脂的相容性,其中第3种改性方法r