改性實現環氧水性化技術含量高
2005年12月6日訊:制備水性環氧樹脂方法目前有3種:機械法、化學改性法和相反轉法,受重視的是較為有效的相反轉法。其實技術含高的當數化學改性法,只是由于其經濟上成本高、技術上難度大,應用推廣才受阻,隨著技術的發展它終將成為主流。
環氧樹脂水性化的化學改性法,就是通過對環氧樹脂分子進行改性,將離子基團或極性基團引入到環氧樹脂分子的非極性鏈上,使它成為親水親油的兩親性聚合物,從而具有表面活性劑的作用。這類改性后的高聚物又稱離聚體(ionomer)。當這種改性聚合物加水進行乳化時,疏水性高聚物分子鏈就會聚集成微粒,離子基團或極性基團分布在這些微粒的表面,由于帶有同種電荷而相互排斥,只要滿足一定的動力學條件就可形成穩定的水性環氧樹脂乳液。用化學改性的方法制備的水性環氧樹脂乳液中分散相粒子的尺寸很小,約為幾十到幾百個納米;但化學改性法的制備步驟不易控制,產品的成本也較高。據環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,根據引入的具有表面活性作用的親水基團性質的不同,自乳化型水性環氧樹脂乳液可分為陰離子型、陽離子型和非離子型3種。
陰離子型通過適當的方法在環氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸等功能性基團,中和成鹽后的環氧樹脂就具備了水可分散的性質。常用的改性方法有功能性單體擴鏈法和自由基接枝改性法。其中功能性單體擴鏈法是利用環氧基與一些低分子擴鏈劑如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反應,在環氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸基團,中和成鹽后就可分散在水相中;自由基接枝改性法是利用雙酚A環氧樹脂分子鏈中的亞甲基活性較大,在過氧化物作用下易于形成自由基,能與乙烯基單體共聚,可將丙烯酸、馬來酸酐等單體接枝到環氧樹脂分子鏈中,再中和成鹽后就可制得能自乳化的環氧樹脂。
陽離子型含胺基的化合物與環氧樹脂反應生成含叔胺或季胺堿的環氧樹脂,再加入揮發性有機一元弱酸如醋酸中和得到陽離子型的水性環氧樹脂。這類改性后的環氧樹脂在實際中應用較少,這是因為水性環氧固化劑通常是含有胺基的堿性化合物,兩個組分混合后體系容易出現破乳和分層現象而影響該體系的使用性能。
非離子型通過含親水性的聚氧乙烯鏈段的羥基或胺基與環氧樹脂分子中的環氧基反應,將聚氧乙烯鏈段引入到環氧樹脂分子鏈中,得到含非離子親水鏈段的水性環氧樹脂,該改性的環氧樹脂分散在水相中形成的體系具有很好的穩定性,分散相粒子的平均粒徑小于1um,該分散體系與水性環氧固化劑混合后的適用期也有所延長。同時在引入聚氧乙烯鏈段后,交聯固化后的網鏈分子量有所提高,交聯密度下降,形成的涂膜有一定的增韌作用。
環氧樹脂水性化的化學改性法,就是通過對環氧樹脂分子進行改性,將離子基團或極性基團引入到環氧樹脂分子的非極性鏈上,使它成為親水親油的兩親性聚合物,從而具有表面活性劑的作用。這類改性后的高聚物又稱離聚體(ionomer)。當這種改性聚合物加水進行乳化時,疏水性高聚物分子鏈就會聚集成微粒,離子基團或極性基團分布在這些微粒的表面,由于帶有同種電荷而相互排斥,只要滿足一定的動力學條件就可形成穩定的水性環氧樹脂乳液。用化學改性的方法制備的水性環氧樹脂乳液中分散相粒子的尺寸很小,約為幾十到幾百個納米;但化學改性法的制備步驟不易控制,產品的成本也較高。據環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,根據引入的具有表面活性作用的親水基團性質的不同,自乳化型水性環氧樹脂乳液可分為陰離子型、陽離子型和非離子型3種。
陰離子型通過適當的方法在環氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸等功能性基團,中和成鹽后的環氧樹脂就具備了水可分散的性質。常用的改性方法有功能性單體擴鏈法和自由基接枝改性法。其中功能性單體擴鏈法是利用環氧基與一些低分子擴鏈劑如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反應,在環氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸基團,中和成鹽后就可分散在水相中;自由基接枝改性法是利用雙酚A環氧樹脂分子鏈中的亞甲基活性較大,在過氧化物作用下易于形成自由基,能與乙烯基單體共聚,可將丙烯酸、馬來酸酐等單體接枝到環氧樹脂分子鏈中,再中和成鹽后就可制得能自乳化的環氧樹脂。
陽離子型含胺基的化合物與環氧樹脂反應生成含叔胺或季胺堿的環氧樹脂,再加入揮發性有機一元弱酸如醋酸中和得到陽離子型的水性環氧樹脂。這類改性后的環氧樹脂在實際中應用較少,這是因為水性環氧固化劑通常是含有胺基的堿性化合物,兩個組分混合后體系容易出現破乳和分層現象而影響該體系的使用性能。
非離子型通過含親水性的聚氧乙烯鏈段的羥基或胺基與環氧樹脂分子中的環氧基反應,將聚氧乙烯鏈段引入到環氧樹脂分子鏈中,得到含非離子親水鏈段的水性環氧樹脂,該改性的環氧樹脂分散在水相中形成的體系具有很好的穩定性,分散相粒子的平均粒徑小于1um,該分散體系與水性環氧固化劑混合后的適用期也有所延長。同時在引入聚氧乙烯鏈段后,交聯固化后的網鏈分子量有所提高,交聯密度下降,形成的涂膜有一定的增韌作用。










































