樹脂用水基固化劑多采用多元胺，但為了改善多元胺與環(huán)氧樹脂的相容性，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，目前樹脂用水基固化劑使用最多的是環(huán)氧-多胺加成物。隨著樹脂用水基固化劑生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟和進步，水性環(huán)氧樹脂涂料的用途將越來越廣泛。

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的附著性、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)品性、絕緣性及機械強度等而廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑及復(fù)合材料等各個領(lǐng)域。常用的環(huán)氧樹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(guī)模應(yīng)用。

隨著人們對環(huán)境保護要求的日益迫切和嚴(yán)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。

本文先用聚乙二醇改性環(huán)氧樹脂，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)氧樹脂合成固化劑。并以該固化劑與環(huán)氧樹脂乳液復(fù)配，檢測它們的性能。

實驗原料。環(huán)氧樹脂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。

水性環(huán)氧樹脂乳液。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(yīng)2~3h。在反應(yīng)初期0·5h內(nèi)，將水浴溫度調(diào)至60℃，以移走體系的反應(yīng)熱。

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



外觀：白色粉末

鐵(PPM)≤5

羥基含量%≥99

鈉(PPM)≤10

羥值,mgKOH.g-1728~782

鉀(PPM)≤100

熔點°C≥108°C

磷(PPM)≤10

色度(PT-CO)≤150#

硅(PPM)≤1

水份%≤0.3

硫酸根離子(PPM)≤10

灰分%≤0.03

醛%≤0.03

酸值mgKOH/g374.3-378.2

丙酮-三乙胺溶解試驗：澄澈透明

2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個活性的羥甲基團的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴鏈劑和內(nèi)乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無需使用有機溶劑,有機殘留物為零。不存在使用dmpa熔點高、溶解慢、反應(yīng)時間長、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機溶劑、溶劑殘留量大等問題。還可用于水性環(huán)氧樹脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水?dāng)U鏈劑),作為單體,改性過程中,二羥甲基丁酸(dmba)無需添加任何有機溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡單,性能穩(wěn)定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以優(yōu)越的性價比使得其在水性領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍!

用途：

1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。

2.涂料助劑，用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹脂、膠粘劑等。

3.dmba是帶有兩個活性的羥甲基團的新戊基羧基，因此可以被用作合成水性高分子體系，可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性，因此可以使工作效率得到很大的改善。
 
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點:

(1). dmba在有機溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數(shù)據(jù);(單位g/100g溶劑)

由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點,因而它在合成水性聚氨酯乳液過程不需要溶劑或少加溶劑。

(2).高反應(yīng)率,反應(yīng)速度快,反應(yīng)溫度低。合成聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)時間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因為dmba結(jié)構(gòu)中比dmpa多了一個亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應(yīng)速率增大。

(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。


固化劑的合成

(1)改性環(huán)氧樹脂的合成

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(yīng)。反應(yīng)過程中每0·5h取樣1次，測定環(huán)氧基含量至設(shè)計值結(jié)束反應(yīng)。得到改性的環(huán)氧樹脂。

(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)氧樹脂，并及時移走反應(yīng)熱。然后保溫反應(yīng)數(shù)小時，再加入一定量的去離子水，攪拌均勻后結(jié)束反應(yīng)。得樹脂用水基固化劑。

水性環(huán)氧清漆的配制

按n(環(huán)氧)∶n(胺氫)=1∶1稱取一定量的水性環(huán)氧乳液和固化劑，加入少量的去離子水，較高轉(zhuǎn)速下加入消泡劑、聚結(jié)劑、流平劑和成膜助劑，攪拌幾分鐘，再加入增稠劑，繼續(xù)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，觀察從樣片上開始冒泡的時間，3min內(nèi)不冒泡為合格。

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