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环氧树脂改性技术
环氧树脂改性

来源: 编辑: 人气:2445 时间:2013-06-05

 

 

      环氧树脂因含有极性高而不易水解的脂族羟基和醚键,成膜后“湿态”附着力强,涂膜耐化学品性好,且双酚A型环氧树脂分子主链上刚性苯基和柔性羟基交替排列,成膜后有良好的耐温性、物理机械性、尺寸稳定性、附着性、电绝缘性、防介质渗透性、耐化学品性和抗烧蚀性等特点。利用环氧树脂改性,得到的环氧改性丙烯酸酯树脂,可以综合两种树脂的优点,而且与机械共混相比,通过化学改性得到的聚合物,两种树脂间的化学键合既增加两种树脂的相容性,又把环氧树脂耐化学品性能好、附着力好与丙烯酸酯树脂的耐候性好、玻璃化温度可调、光泽性好的优点结合。制备出的单组分水性涂料烘干温度低、可溶出物少,已用于啤酒、罐头、果汁的容器内壁涂料,也可用于汽车涂料、通用工程机械涂料等领域,具有广阔的发展空间[1]。环氧树脂改性水性丙烯酸酯树脂的方法一般有接枝共聚改性法和酯化-共聚改性法。

      环氧树脂因含有极性高而不易水解的脂族羟基和醚键,成膜后“湿态”附着力强,涂膜耐化学品性好,且双酚A型环氧树脂分子主链上刚性苯基和柔性羟基交替排列,成膜后有良好的耐温性、物理机械性、尺寸稳定性、附着性、电绝缘性、防介质渗透性、耐化学品性和抗烧蚀性等特点。利用环氧树脂改性,得到的环氧改性丙烯酸酯树脂,可以综合两种树脂的优点,而且与机械共混相比,通过化学改性得到的聚合物,两种树脂间的化学键合既增加两种树脂的相容性,又把环氧树脂耐化学品性能好、附着力好与丙烯酸酯树脂的耐候性好、玻璃化温度可调、光泽性好的优点结合。制备出的单组分水性涂料烘干温度低、可溶出物少,已用于啤酒、罐头、果汁的容器内壁涂料,也可用于汽车涂料、通用工程机械涂料等领域,具有广阔的发展空间[1]。环氧树脂改性水性丙烯酸酯树脂的方法一般有接枝共聚改性法和酯化-共聚改性法。

1.1接枝共聚改性法

      环氧树脂没有不饱和双键,然而却含有醚键,其邻位碳上的α氢原子和叔碳上的氢原子相对而言比较活泼,在引发剂作用下可以形成自由基,从而引发接枝反应。接枝反应因聚合实施方法的不同,可分为乳液接枝共聚法和溶液接枝共聚法。

(1)乳液接枝共聚法具有工艺简单、成熟、反应条件温和、少用或不用有机共溶剂等特点。

      环氧树脂可以和单体一起乳化,也可以预先单独乳化。通过丙烯酸类单体的选择和聚合工艺的改变,可以制备核壳、多层、互穿网络等多种形态结构乳胶粒子的乳液。于海深[2]以废聚苯乙烯(PS)和丙烯酸及其酯类为单体,用环氧树脂进行改性,采用非离子和阴离子表面活性剂作混合乳化剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂进行乳液聚合,制备出了兼具丙烯酸树脂涂料和环氧树脂涂料优点的水性防腐涂料。该环氧改性丙烯酸树脂涂层的耐冲击性大于50cm,附着力为1级,硬度为0.3~0.8。

      (2)溶液接枝共聚法摆脱了乳液聚合条件的束缚,不再需要乳化剂,反应温度可超过100℃,而且环氧树脂的用量和聚合物的相对分子质量等可在更宽的范围内调整,从而为产品的配方设计提供了更宽广的选择舞台。王春艳[3]通过丙烯酸酯类单体与环氧树脂溶液接枝共聚反应,对其进行改性。研究了环氧树脂的环氧值及用量、加料方式、反应温度及中和剂等因素对改性树脂性能的影响。研究结果表明:加入环氧树脂后,丙烯酸树脂的耐水性明显增强,硬度、附着力、拉伸强度及耐冲击性等力学性能有较大幅度的提高。当环氧树脂E-44在反应前期加入,用量为6%~9%,反应温度为110℃,中和度为110%时,改性树脂具有较好的成膜性能和优异的物理机械性能。

1.2酯化共聚改性法

      很多人研究了环氧树脂与含羧基的(甲基)丙烯酸单体的酯化反应[4-5],尤其是双酚A型环氧与丙烯酸单体的酯化物是涂料工业中应用好为广泛的一种感光性低聚物,可用于光固化涂料。以此环氧丙烯酸共聚乳液为基料制成性能优良、贮存稳定的色漆,提高了水性丙烯酸类涂料的光泽、附着力、柔韧性、耐蚀性和丰满度,在纸张、竹木地板、PVC壁板、防腐涂料等中广泛应用。酯化反应温度一般控制在60~130℃,为提高酯化反应速率,避免凝胶,往往加入胺类、氢氧化钾、季铵盐等作催化剂。

 

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