環(huán)氧水性固化劑多采用多元胺，但為了改善多元胺與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，通常對其改性，如酰胺化，或使用聚酰胺和環(huán)氧-多胺加成物，目前環(huán)氧水性固化劑使用最多的是環(huán)氧-多胺加成物。隨著(zhù)環(huán)氧水性固化劑生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟和進(jìn)步，水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的用途將越來(lái)越廣泛。

環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的附著(zhù)性、熱穩定性、耐化學(xué)品性、絕緣性及機械強度等而廣泛應用于涂料、粘合劑及復合材料等各個(gè)領(lǐng)域。常用的環(huán)氧樹(shù)脂因需使用有機溶劑而限制了其在涂料、膠粘劑行業(yè)中的大規模應用。

隨著(zhù)人們對環(huán)境保護要求的日益迫切和嚴格，環(huán)氧涂料的水性化是其發(fā)展的主要趨勢之一，而制備與之匹配的固化劑是環(huán)氧涂料水性化的關(guān)鍵。

水性環(huán)氧清漆的配制

按n(環(huán)氧)∶n(胺氫)=1∶1稱(chēng)取一定量的水性環(huán)氧乳液和固化劑，加入少量的去離子水，較高轉速下加入消泡劑、聚結劑、流平劑和成膜助劑，攪拌幾分鐘，再加入增稠劑，繼續攪拌幾分鐘，得水性環(huán)氧清漆。

耐堿性。取一塊50mm×50mm的試樣，放入20%的NaOH溶液中，觀(guān)察從樣片上開(kāi)始冒泡的時(shí)間，3min內不冒泡為合格。

本文先用聚乙二醇改性環(huán)氧樹(shù)脂，使其具有親水性，再用二乙烯三胺、三乙烯四胺及四乙烯五胺分別與改性的環(huán)氧樹(shù)脂合成固化劑。并以該固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂乳液復配，檢測它們的性能。

實(shí)驗原料。環(huán)氧樹(shù)脂E-12、E-20、E-44、E-51:工業(yè)級;聚乙二醇(PEG):PEG600、PEG800、PEG1000:分析純;二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、四乙烯五胺(TEPA)、鹽酸:分析純;乙二醇乙醚:化學(xué)純，;丙酮:工業(yè)級。



對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴鏈劑HQEE)-固體是一種對稱(chēng)的芳香族二醇擴鏈劑。它與MDI有著(zhù)良好的配伍性,能明顯提高、改善制品的抗張強度、硬度和回彈性能。

HQEE/MDI是與MOCA/TDI并列的一個(gè)PU彈性體系列,使用該產(chǎn)品的PU一般用于對產(chǎn)品物理性能有高要求的領(lǐng)域.

HQEE是一種代替MOCA的新型無(wú)毒擴鏈劑。廣泛應用于MDI的PUR體系（CPU、TPU、MPU）中。能顯著(zhù)提高PUR制品的耐溫等級、力學(xué)性能（撕裂強度、剪切性、硬度、回彈性等），提高M(jìn)PU膠料儲存穩定性、防止燒焦。很好地改善和調節了PUR的性能。MDI/HQEE常用于對制品物理性能有高要求的領(lǐng)域。如：油井密封件、叉車(chē)輪胎、液壓汽缸密封件、傳送帶等PU制品，對改善高回彈微孔泡沫制品性能很有幫助。

對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴鏈劑HQEE)-固體是主要用于二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）的一種擴鏈劑。這種擴鏈劑體系生產(chǎn)的彈性體主要作重載應用, 例如鏟車(chē)輪胎、油井和液壓設備密封、粗料槽襯里和滑冰板輪等。然而, 若對HQEE的使用性能不了解, 就不能得到最佳產(chǎn)品。

一般來(lái)說(shuō), 用MOCA為擴鏈劑生產(chǎn)彈性體的設備, 也能用于HQEE體系的生產(chǎn)。但二者的工藝是明顯不同的。HQEE和MOCA在將近相同的溫度（100℃）熔融，但MOCA會(huì )出現過(guò)冷而不結晶。HQEE不會(huì )出現過(guò)冷，但加工設備中必須保持110-116℃（最高122℃）。HQEE熔罐必須均勻加熱到110℃以上，緩慢攪動(dòng)以防止表面和罐壁上起沫。用于HQEE的工藝設備管線(xiàn)要適當地保溫和加熱, 以防止出現“ 冷點(diǎn)” 而造成管線(xiàn)堵塞和HQEE預聚物混合比的誤差。

MOCA/預聚物的混合比可在理論值的90～100%范圍內變化, 仍能得到理想的制品。然而, 對于HQEE體系, 必須精確控制二醇擴鏈劑/預聚物的比例, 才能得到最佳產(chǎn)品性能。預聚物也應保持在110℃下，并且在HQEE與預聚物混合后, 必須維持溫度以防止HQEE結晶。整個(gè)成型溫度必須保持在110-120℃之間。對于薄制件需要較高的溫度。低于上述溫度時(shí)將導致HQEE結晶出現疵點(diǎn)。烘箱或模具加熱設備必須超過(guò)所要求的成型溫度。

未催化的HQEE/MDI彈性體的流化時(shí)間, 對于薄制件(如墊圈)大約需2小時(shí);對于厚制件(如鏟車(chē)輪胎)能明顯減少脫模時(shí)間。

為了降低擴鏈劑的熔融溫度以達到降低加工溫度的目的, 可將HQEE與其它二醇、三醇和工業(yè)擴鏈劑混合使用。常用的比例是HQEE為80-90% , 二醇或三醇為10-20%。

制品的某些缺陷, 可通過(guò)改進(jìn)操作而避免。表面白霜是由于擴鏈劑/預聚物混合或成型溫度太低, 或是由于模具溫度太低而造成。模壓制品的表面刻痕是由于混合不當或模具過(guò)早關(guān)閉而引起的。模制品表面翹曲則表明模具可能關(guān)閉過(guò)晚。


水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。在三口燒瓶中加入計量的聚乙二醇和E-12，水浴加熱至70~80℃，攪拌均勻，再滴加催化劑溶液并在75~85℃溫度下反應2~3h。在反應初期0·5h內，將水浴溫度調至60℃，以移走體系的反應熱。

然后每0·5h取樣一次，測定環(huán)氧基含量至設計值結束反應，得到環(huán)氧樹(shù)脂分散用的乳化劑。將該乳化劑和環(huán)氧樹(shù)脂E-51加入三口燒瓶，加熱至75℃后在較低的轉速下緩慢滴加去離子水，待水加完后再在較高轉速下分散一定時(shí)間，得到要求的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。

固化劑的合成

(1)改性環(huán)氧樹(shù)脂的合成

在裝有冷凝管、溫度計、攪拌和恒壓漏斗的四口燒瓶中加入計量的環(huán)氧樹(shù)脂和聚乙二醇，以乙二醇乙醚作溶劑，水浴加熱至體系溫度80℃后滴加催化劑溶液，使體系在恒定溫度下反應。反應過(guò)程中每0·5h取樣1次，測定環(huán)氧基含量至設計值結束反應。得到改性的環(huán)氧樹(shù)脂。

(2)固化劑的合成

在三口瓶中加入一定量的多乙烯多胺和溶劑，升溫至70℃，攪拌均勻后緩慢加入改性環(huán)氧樹(shù)脂，并及時(shí)移走反應熱。然后保溫反應數小時(shí)，再加入一定量的去離子水，攪拌均勻后結束反應。得環(huán)氧水性固化劑。

文章版權：張家港雅瑞化工有限公司

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