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型水性环氧树脂涂料特性研究研究了型水性环氧的流变学特性上

2021-08-18 来源:宜春农业机械网

Ⅱ型水性环氧树脂涂料特性研究,研究了Ⅱ型水性环氧的流变学特性(上)

1  前言

环氧树脂具有优异的性能,如附着力高、耐化学性和耐溶剂性优异、硬度高、耐磨性好等优点,已在工业上获得广泛的应用。用环氧树脂配制的涂料属于高性能涂料,用于机械设备、厨具、家具、工业地坪等。传统的环氧树脂通常为溶剂系统或无溶剂系统涂料在线coatingol.com。由于对环境保护的要求日益迫切和严格,不含有机溶剂(VOC2free) 或低VOC、或不含HAP(有害空气污染物,Hazardous air pollutants) 的系统成为新的方向。

国外从七十年代起开始开发水性环氧系统[1 ] ,然后陆续进行商品生产。例如Shell 公司的EPI2REZ 3522 WY55 和Henkel 公司的Waterpoxy140等。国内尚无商品生产。作为涂料使用,水性环氧树脂不造成空气污染、低气味、不燃和施工工具易于清洗,具有很大的社会效益和经济效益。

水性环氧系统一般分为两类[2 ] :

(1) Ⅰ型水性环氧系统。由低分子液体环氧树脂(环氧当量190 左右) 和水性环氧固化剂组成。低分子环氧,通常为双酚A 型液体树脂,如国产的环氧E251 (环氧618) ,Shell 公司的EPON 828 等。树脂作为双组分的一个组分一般不乳化,而由固化剂在使用前混合乳化,当然也有预先用表面活性剂乳化的。

对前一种情况Ⅰ型水性环氧固化剂必须既是交联剂又是乳化剂。这类固化剂以多胺为基础,在其分子中引入具有表面活性的链段,使它成为两亲性的分子,从而具有很强的乳化作用。由于采用液态的树脂, Ⅰ型水性环氧系统中不必加入溶剂,该体系的VOC 可为零。

(2) Ⅱ型水性环氧系统。由高分子量固体环氧树脂(环氧当量500 左右) ,及水性环氧固化剂组成。高分子量环氧树脂在室温下为固体,软化点为60~80 ℃,因此一般由生产厂预先配制成乳液。通常其中含有少量NHAP (Non2hazardous Air Pollutants) 溶剂。Ⅱ型水性环氧固化剂与Ⅱ型环氧乳液具有较好的相容性,不要求它具有乳化作用。国外已有Ⅱ型水性环氧的商品生产,如Shell 公司的EPI2REZ 3522和EPI2CURE 8290 W 50 ,CIBA 公司的PZ 3961 和HZ340 等。

Ⅰ型和Ⅱ型水性环氧的主要区别为: Ⅰ型环氧体系通常不含有机溶剂, Ⅱ型则大都含有部分属于NHAP 的有机溶剂作为成膜助剂; Ⅱ型环氧体系中的树脂为固体环氧,因此表干时间较Ⅰ型的短,对Ⅰ型环氧体系来说,由于树脂是液态的,要达到表干需要一定时间的反应[3 ] ; Ⅱ型环氧的适用期较Ⅰ型的长,通常为4~8 小时,而Ⅰ型的则一般为2~4 小时。水性环氧体系有着与溶剂型环氧体系不同的性能,如流变性能,固化性能等。本文报道Ⅱ型水性环氧体系的特殊性能,实验中采用了CIBA 公司产品。

2  实验

2. 1  材料

环氧乳液:PZ 3961 , Ciba Specialty Chem. Ltd. 产品;固含量:53 %(溶剂:水/ 丙二醇单乙醚= 40/ 7) ;环氧当量:500g/ Eq(以固体计) ;粘度:600mPa. s水性环氧固化剂: HZ 340 ,Ciba Specialty Chem.Ltd. 产品; 固含量: 50 % ,溶剂: 水; 胺氢当量: 210g/Eq (以固体计) ;粘度:25000mPa. s环氧树脂E220 (环氧601) :环氧当量约500 ,上海树脂厂产品环氧树脂固化剂,三乙烯四胺:胺氢当量24 ,上

海染化十四厂产品丙烯酸乳液Acronal 296 :上海巴斯夫分散体有限公司产品

2. 2  性能测试

(1) 粘度:采用NDJ279 型旋转粘度计进行测定。

(2) 表干时间:按GB1728 - 79 采用触指法测定,试样用湿膜涂布器(厚度150μm) 涂在黑白纸上。

(3) 硬度:按GB1730 - 82 测定,采用QBY型摆杆式漆膜硬度计。

(4) 固含量:按GB1725 - 79 进行测定。

(5) 光泽度:参照GB1743 - 79 ,用GZ2 Ⅱ型光电光泽计测定;按《漆膜一般制备法》(GB1727 - 79) 在玻璃板上制备漆膜。

2. 3  涂料的配制

(1) 清漆:配方见表1 ,其中包括溶剂型环氧及丙烯酸乳液清漆的配方作为对比。

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(2) 水性环氧色漆:配方见表2 (a) ,丙烯酸乳液色漆的配方作为对比见表2 (b) 。

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对不同PVC 和颜基比、固含量基本相同的配方进行了试验。水性环氧体系的当量比为0. 8 :1。颜料体积浓度(PVC) 按下式进行计算:

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3  结果与讨论

3. 1  水性环氧体系的流变性能

测定了配方WEP21 与SEP 在两个组分混合后体系粘度随时间的变化,如图1、图2 所示。

图1  溶剂型环氧体系的粘度随时间的变化

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图2  水性环氧体系的粘度随时间的变化

Ⅱ型水性环氧树脂涂料特性研究

顾国芳1 , 陈 铤1 , 陶 隽1 , 王大武2 , 杨 莉2

(1. 同济大学高分子材料系,  上海200092 ;  2. 上海申真涂料总厂,  上海200333)