水性环氧树脂的合成研究
水性环氧树脂的合成研究
李亮，王平华，刘春华，周莹莹
（合肥工业大学化工学院高分子材料科学与工程系 230009）
摘要：采用溶液聚合，以过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，以环氧树脂E-12为基体，通过自由基接枝聚合反应以甲基丙烯酸（MAA）、苯乙烯(St)单体将亲水性基团引入到环氧树脂链上，中和乳化后即得水性环氧树脂。讨论了甲基丙烯酸的用量、反应时间和中和度对接枝率、粒径的影响。利用红外光谱（IR）、扫描电镜（TEM）和激光粒度分析仪对产物进行了表征。结果表明，甲基丙烯酸用量为E-12质量的26%，接枝聚合反应时间为6h,中和度为100%时，合成的水性环氧树脂体系稳定性较好，粒径较小。
关键词：水性环氧树脂；接枝率；粒径
环氧树脂是三大通用型热固性树脂之一，具有优良的机械性能、电绝缘性能、热稳定性、耐化学品性和粘结性能，被广泛应用于电子电气、机械制造、航空航天、船舶运输等领域。随着社会的发展和人们环保意识的不断增强，以水为溶剂或分散介质的环氧树脂水性化改性愈来愈受到重视，水性化改性的环氧树脂不仅兼有溶剂型环氧树脂的优点，而且VOC（有机挥发物）含量低，施工性好，清洗方便，储运使用安全，价格也低廉，因而成为环氧树脂应用的发展方向之一[1～4]。
目前，对环氧树脂进行水性化改性的方法主要有机械法、相反转法和化学改性法[5]。机械法和相反转法制得的水性环氧树脂乳液粒径较大，稳定性差。化学改性法是现在环氧树脂水性化改性研究的热点，利用该法合成的水性环氧树脂乳液粒径较小，稳定性也较好。
本文采用自由基接枝共聚的方法，在过氧化苯甲酰（BPO）的引发下，将甲基丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸丁酯接枝到环氧树脂上，使环氧树脂具备水溶性，同时保留了大量的环氧基，从而使改性树脂的亲水性和反应活性达到合理的平衡[6]。合成的水性环氧树脂分散体系粒径较小，稳定性较好，并考察了甲基丙烯酸用量、接枝聚合时间和中和度对水性环氧树脂的影响。
1实验部分
1.1主要原料
双酚A 环氧树脂E-12：黄山恒远化工有限责任公司；甲基丙烯酸（MAA ）：分析纯，天津市光复精细化工研究所；过氧化苯甲酰（BPO ）,分析纯，天津市光复精细化工研究所；丙烯酸丁酯（BA ）：分析纯，天津市光复精细化工研究所；苯乙烯（St ）：分析纯，天津市光复精细化工研究所；正丁醇：分析纯，上海苏懿化学试剂有限公司；乙二醇丁醚，分析纯，天津市光复精细化工研究所；N ，N-二甲基乙醇胺，分析纯，天津市光复精细化工研究所；去离子水。
1.2水性环氧树脂的合成
将一定量环氧树脂和正丁醇与乙二醇丁醚组成的混合溶剂（质量比为1:1）加入到带有搅拌棒、温度计、冷凝管和滴液漏斗的250ml 四口烧瓶中，升温至100℃预溶好；在搅拌条件下2h 内匀速缓慢滴加甲基丙烯酸、过氧化苯甲酰、丙烯酸丁酯和苯乙烯的混合溶液；升温至110℃，恒温反应5h ；降温至80℃，滴加N ，N-二甲基乙醇胺和正丁醇的混合溶液中和，加水乳化制得固含量为30%水性环氧树脂乳液。其反应方程式如图1所示： n +H 2C C C O O H C H 3+H 2C C C O O C 4H 9C H 3
+C H C H 2B P O H 2C H C
C H 2O C C H 3
C H 3O C H 2C H C H 2O C C H 3C H 3O C H 2C H C H 2O H O O C H 2O C C H 3
C H 3O C H 2C O H C H 2O C C H 3C H 3O C H 2C H C H 2H C
H 2C O C H 2
C C O O H
C H 2C H C H 2C
C O O C 4H 9C H 3H 3C n
图1 水性环氧树脂的合成
Fig.1 Synthesis of waterborne epoxy resin
1.3性能测试
1.3.1红外光谱分析
采用KBr 压片法，先将KBr 研磨压片，再将样品涂于KBr 单晶片上，烘干后用日本岛津公司的MAGAN-IR 750型红外光谱仪测定。
1.3.2 透射电镜分析
将水性环氧树脂乳液稀释至固体质量为0.1%左右，用昆山市超声仪器有限公司KQ-500DB型数控超声波清洗器超声30min,使乳液胶束颗粒充分分散，再用质量分数为5%的磷钨酸染色，然后在日本株式会社JEM-100SX型透射电子显微镜上观察粒子形态。
1.3.3接枝率(GP)的测定
先将制备的水乳液用氯化钙水溶液沉淀，洗涤，干燥，称量得M；再用环己烷与乙醇混合液（质量比为1：1）萃取甲基丙烯酸/苯乙烯共聚物及单体均聚物48h，然后用可溶解环氧树脂的丙酮萃取24h,干燥，称量得M
1
，经两次萃取后剩下的物质即为接枝共聚物，则接枝率可用下式估算：
GP=M
1
/M×100%
1.3.4粒径分析
将合成的水性环氧树脂稀释200倍，用英国Malvern公司生产的MS-2000型激光粒度分析仪进行测定。
2 结果与讨论
2.1红外光谱测试结果
4000350030002500200015001000500
Wave number/cm-1a
b
图2 环氧树脂和水性环氧树脂的红外图
Fig.2 FT-IR spectra of epoxy resin and waterborne epoxy resin
图2中曲线a、b分别是环氧树脂E-12和水性环氧树脂的IR谱图。曲线a 中830cm-1、1247 cm-1分别是由环氧环的不对称伸缩振动和对称伸缩振动引起的特征吸收峰；1035 cm-1、1103 cm-1为烷基醚键C-O-C的伸缩振动吸收峰；1178 cm-1出现的是仲羟基的吸收峰；1507cm-1、1606 cm-1处是苯环上C=C的吸收峰；甲基和亚甲基上的sp3C-H的特征吸收峰在2966 cm-1处； 1610 cm-1、3043 cm-1处为乙烯基双键的特征吸收峰。曲线b中环氧环的不对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收峰在830 cm-1和1247 cm-1处依然存在，而在700 cm-1处多了苯环的单取代吸收峰，在1716 cm-1处增加了一个酯基强吸收峰，说明苯丙单体已经接枝到环氧树脂分子上，同时还保留了大量的环氧基[7～11]。
2.2透射电镜分析
采用中和度不同的水性环氧树脂乳液进行了透射电镜分析，可以和后面的粒径分析作对比，其电镜图如下：
图3不同中和度体系水性环氧树脂乳液的透射电镜图Fig.3 Transmission electron micrograph of the waterborne epoxy emulsion of different neutralization value system
苯丙单体接枝环氧树脂所得的接枝体系中含有未接枝的环氧树脂、环氧树脂—苯丙单体接枝共聚物、苯丙单体共聚物，中和加水乳化后，形成胶束。未接枝的环氧树脂和与水不混容的接枝共聚物的环氧链段处于胶束内部，接枝共聚物和苯丙单体共聚物的羧酸盐链段则处于胶束的表层，颗粒表面带有电荷，这种胶束化水分散体系极为稳定[12]。图4是不同中和度体系水性环氧乳液的透射电镜照片，其中图a是中和度为40%水性环氧树脂体系电镜图，图b是中和度为100%
水性环氧树脂体系电镜图。从图中可知，乳液胶束颗粒为规整球形，且大粒径均一，随着中和度的增大，粒径逐渐变小，球形规整度稍差。
2.3甲基丙烯酸含量对贮存稳定性和接枝率的影响
亲水性功能单体甲基丙烯酸的含量直接影响乳液的贮存稳定性和水溶性，对接枝率也有一定的影响。具体影响如下表1所示：
M MAA/M EP (%) 乳液外观贮存稳定性接枝率（%）
18 白色乳液较差34.5
20 白色乳液差37.2
22 淡蓝色乳液一般41.6
24 淡蓝色乳液较好46.7
26 淡蓝色乳液较好48.2
28 淡蓝色乳液较好48.4
表1 不同甲基丙烯酸含量对乳液性能及接枝率的影响
Table.1 The influence of MAA content on emulsion property and GP 甲基丙烯酸接枝到环氧树脂上所引入亲水性基团的多少直接影响到改性树脂的水溶性，同时，亲水性基团的多少也决定了改性树脂分子与水分子之间作用力的强弱，进而影响水性体系的稳定性。
由表1可知，亲水性功能单体甲基丙烯酸含量低时，在环氧树脂上引入的亲水性基团较少，乳液的贮存稳定性较差，由于单体的浓度较低，接枝率也较低；随着甲基丙烯酸含量的增加，接枝聚合物的亲水性基团增多，水溶性逐渐增强，稳定性随之变好，接枝单体浓度的增加，使得接枝率随之增大。而且，乳液的外观由白色逐渐变为淡蓝色，乳液粒径减小。接枝聚合物亲水性随接枝单体的增加而增大，一方面是分子间的相互缠绕减弱，减少了乳化是疏水链段的聚集，另一方面，降低了体系与水相之间的界面张力，分散时分散相粒子增多，并且大部分的粒子基团分布在粒子表面，减少了粒子之间的相互聚集，使乳液粒径减小[13]。但甲基丙烯酸的含量不是越多越好，当甲基丙烯酸的含量达到26%时，对接枝率的影响减小，乳液成膜后的耐水性也逐渐变差。综合考虑，体系甲基丙烯酸的最佳用量为环氧树脂质量的26%。
2.4接枝聚合时间对接枝率的影响
在自由基接枝聚合反应中，接枝反应时间是影响接枝率的一个重要因素。保持环氧树脂质量、单体配比及质量，引发剂用量不变，在最佳反应温度下考察反应时间对接枝率的影响。如下图4所示：
36
38
40
42
444648
50
G r a f t p e r c e n t a g e (%)Reaction time(h)
图4 接枝反应时间对接枝率的影响
Fig.4 The influence of the grafting reaction time on GP
由图4可知，在反应开始3～5h 内，单体和引发剂浓度较高，体系粘度小，分子扩散快，有效碰撞频率高，反应容易进行，反应速度较快，接枝率逐渐增大；随着反应时间的延长，单体和引发剂浓度逐渐减小，体系粘度增大，分子扩散慢，有效碰撞频率降低，反应速度逐渐减慢，当反应达到6h 后，单体接枝率趋于稳定，这是由于环氧树脂分子链上能够接枝的次亚甲基碳达到了反应的饱和状态，延长反应时间对单体接枝率影响较小[14]。因此接枝聚合反应的最适宜时间是6h 。
2.5中和度对乳液外观及粒径的影响
通过自由基聚合反应将苯丙单体接枝到环氧树脂上，虽然引入了亲水性的羧基基团，但树脂分子之间的作用力和羟基间的缔合作用使得改性的树脂分子不能分散在水中。加入N,N-二甲基乙醇胺中和后，树脂分子中的羧基成盐，使得树脂分子可分散在水中形成水性体系。在低中和度时，分子链中羧基阴离子的活性中心数少，使分子链不易与水产生水和作用，表现出较差的水分散性，粒径较大，随着中和度的提高，分子中羧基阴离子的活性中心数增多，从而使分子链的亲水
性增强，减弱了分子链的相互缠结，提高了水分子对聚合物的水化作用，有利于聚合物的细分散，是乳胶粒数量增多，粒径减小，分散性较好。 02004006008000
2
4
6
8
101214
16
18
I n t e n s i t y (%)Size(nm)
a b c
d
e
图5 中和度对粒径的影响。a 样平均粒径202.9nm ，b 样平均粒径182.9nm ，c 样平均
粒径124.0nm ，d 样平均粒径89.75nm ，e 样平均粒径83.1nm 。
Fig.5 The influence of neutralization value on particle size. The average size of （a ） is 202.9nm, the average size of （b ） is 182.9nm, the average size of （c ） is 124.0nm, the average size of （d ） is 89.75, the average size of （e ） is 83.1nm.
图6 中和度对乳液外观的影响
Fig.6 The influence of neutralization value on emulsion appearance
图5是中和度对粒径及其分布的影响，由图中可知，随着中和度的增加，水性体系中平均粒径由大到小改变，相应的改性树脂在水中表示表现出不同的形态，与此相对应，乳液外观从不透明白色乳液到半透明浅黄色溶液变化（如图6
所示），但中和度过高会影响水性体系的稳定性，最合适的中和度为100%[15～16]。
3 结论
通过自由基接枝聚合反应，以过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂，以环氧树脂E-12为基体，以甲基丙烯酸（MAA）、苯乙烯(St)单体制得了水性环氧树脂分散体系。当甲基丙烯酸用量为E-12质量的26%，接枝聚合反应时间为6h,合成的水性环氧树脂体系稳定性较好，粒径较小，且接枝率在一定范围内随着甲基丙烯酸用量增加和反应时间的延长逐渐递增。利用红外光谱（IR）对聚合物结构作了表征，说明甲基丙烯酸、苯乙烯已经引入到环氧树脂分子链上，同时用扫描电镜（TEM）和激光粒度分析仪对水性环氧树脂体系中胶束的形状和粒径进行了研究，证实了环氧树脂分子链上引入了亲水性功能基团，合成了稳定性较好，粒径较小的水性环氧树脂体系。
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Research of synthesis of waterborne epoxy resin
Li Liang, Wang Pinghua, Liu Chunhua, Zhou Yingying
(Department of Polymer Science and Engineering, Hefei University of Technology, 230009) Abstract:The epoxy resin was modified by the way of solution polymerization using benzoyl peroxide (BPO) as the initiator and epoxy resin E-12 as matrix in this article. The way is that methacrylic acid (MAA) and styrene (St) were used as monomer, and bring hydrophilic group into the side chain of epoxy resin by radical graft polymerization. After the resultant was neutralized and emulsified ,then the waterborne epoxy resin emulsion was obtained．The factors which affects graft percentage and particle size of epoxy emulsion in water，such as the content of methacrylic acid, reaction time，and neutralization value were discussed in detail. The structure of the product was characterized by infrared spectrum (IR)、Transmission electron microscopy (TEM)、Laser granularity analyzer. The results indicated that good stability and small particle size of the waterborne epoxy resin system could be prepared in the conditions: content of methacrylic acid is 26% of E-12, grafting reaction time is 6 hours, and neutralization value is 100%.
Key words: waterborne epoxy resin; graft percentage; particle size
水性环氧树脂的制备方法
水性环氧树脂的制备方法 转载于[url]https://www.wendangku.net/doc/6f17399787.html,[/url] 水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液，三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。根据制备方法的不同，环氧树脂水性化有以下四种方法：机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。 1）机械法 机械法即直接乳化法，可用球磨机、胶体磨、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末，然后加入乳化剂水溶液，再通过机械搅拌将粒子分散于水中;或将环氧树脂和乳化剂混合，加热到适当的温度，在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单，所需乳化剂用量较少，但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大，粒子形状不规则且尺寸分布较宽，所配得的乳液稳定性差，粒子之间容易相互碰撞而发生凝结现象，并且该乳液的成膜性能也欠佳。当然提高搅拌分散时的温度可以促进乳化剂分子在环氧树脂微粒表面更为有效地吸附，使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。 2）化学改性法 化学改性法又称自乳化法，即将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，或嵌段或接枝，使环氧树脂获得自乳化的性质，当这种改性聚合物加水进行乳化时，疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒，离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面，由于带有同种电荷而相互排斥，只要满足一定的动力学条件，就可形成稳定的水性环氧树脂乳液，这是化学改性法制备水性环氧树脂的基本原理。根据引入的具有表面活性作用的亲水基团性质的不同，化学改性法制备的水性环氧树脂乳液可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。 a、阴离子型 通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能性基团，中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。常用的改性方法有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。功能性单体扩链法是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反应，在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团，中和成盐后就可分散在水相中。自由基接枝改性法是利用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大，在过氧化物作用下易于形成自由基，能与乙烯基单体共聚，可将丙烯酸、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中，再中和成盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。 b、阳离子型 含胺基的化合物与环氧树脂反应生成含叔胺或季胺碱的环氧树脂，再加入挥发性有机一元弱酸如醋酸中和得到阳离子型的水性环氧树脂。这类改性后的环氧树脂在实际中应用较少，这是因为水性环氧固化剂通常是含有胺基的碱性化合物，两个组分混合后，体系容易出现破乳和分层现象而影响该体系的使用性能。 c、非离子型 一般多在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团，同时保证每个改性环氧树脂分子中有两个或两个以上环氧基，所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如用分子量为4000～20000的双环氧端基乳化剂与环氧当量为190的双酚Ａ环氧树脂和双酚Ａ混合，以三苯基膦化氢为催化剂进行反应，可制得含亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链端的环氧树脂，该树脂不用外加乳化剂便可溶于水，且耐水性增强。另外，这种方法制得的粒子较细，通常为纳米级，前面两种方法制得的粒子较大，通常为微米级。从此意义上讲，化学法虽然制备步骤多，成本高，但在某些方面具有实际意义。 在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团，同时保证每个改性环氧树脂分子上有两个或两个以上环氧基，所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反应，形成端基为环氧基的加成物，利用此加成物和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合，以三苯基磷为催化剂进行反应，可得到含有亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中，且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中，因而增强了涂膜的耐水性。并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯链段后，交联固化的网链分子量有所提高，交联密度下降，形成的涂膜有一定的增韧作用。 3)相反转法 相反转是一种制备高分子量环氧树脂乳液较为有效的方法，II型水性环氧树脂涂料体系所用的乳液通常采用相反转方法制备。相反转原指多组分体系（如油/水/乳化剂）中的连续相在一定条件下相互转化的过程，如在油/水/乳化剂体系中，其连续相由水相向油相（或从油相向水相）的转变，在连续相转变区，体系的界面张力最低，因而分散相的尺寸最小。通常的制备方法是在高剪切力条件下先将乳化剂与环氧树脂均匀混合，随后在一定的剪切条件下缓慢地向体系中加入水，随着加水量的增加，整个体系逐步由油包水型转变为水包油型，形成均匀稳定的水可稀释体系。乳化过程通常在常温下进行，对于固态环氧树脂，往往需要借助于少量溶剂和加热使环氧树脂粘度降低后再进行乳化。
水性环氧树脂的制备与性能研究
水性环氧树脂的制备与性能研究 李进，张良均，童身毅，唐进伟 (武汉工程大学化工与制药学院湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，武汉430074) 慧聪涂料网讯：摘要：采用中等相对分子质量环氧树脂与聚醚反应，合成了非离子环氧树脂乳化剂，再结合相反转技术，制备水性环氧树脂乳液。讨论了乳化剂的用量对乳液粒径和稳定性的影响；研究了乳化剂、环氧固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。 关键词：环氧树脂；水性环氧树脂；相反转技术 0.引言 环氧树脂固化物具有优异的物理化学性能，尤其以优良的耐水性、耐化学品性、极佳的粘附性能而广泛应用于涂料领域[1]。现在，人们在追求涂料高性能的同时，对于节约资源、保护生态环境越来越重视，研究开发水性环氧涂料已经成为涂料工业发展的一大趋势，具有广阔的前景。转相乳化法是制备高分子聚合物水基化微粒体系的有效方法[2]，但制备乳胶粒径小且分布均匀、稳定性好的乳液体系受许多因素影响，其中乳化剂的影响最为重要。近年来，对于非离子型乳化剂及其合成乳液的报道已经很多[3-7]，本文利用环氧基团的高反应活性，在Lewis酸的催化作用下，与亲水性的聚乙二醇进行亲核加成反应，合成了具有两亲性同时又带有与油相成分完全相同组分的高分子乳化剂，同时对在乳化剂用量不同的条件下乳液的粒径和稳定性进行了考察，并且研究了乳化剂的用量、AB-HGF固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。 1.实验部分 1.1原材料 双酚A型环氧树脂：江苏三木集团；聚醚：分析纯，上海化学试剂公司；乙二醇丁醚：化学纯，天津东天正精细化学试剂厂；三氟化硼乙醚络合物：化学纯，国药集团化学试剂有限公司；AB-HGF水性环氧固化剂：浙江安邦新材料发展有限公司。 1.2环氧树脂乳化剂的合成 在干燥氮气保护下，将脱水的聚醚和环氧树脂按环氧基与羟基物质的量的比为1∶1.0～1.2的比例加到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的四口烧瓶中，搅拌下，升温至80～90℃使原料熔化，搅拌混匀，滴加催化剂三氟化硼乙醚络合物，在90～110℃下反应5～6h，出料，室温冷却即得乳化剂EP-S。 1.3水性环氧乳液的制备 采用转相乳化法，将环氧树脂溶于一定量的乙二醇丁醚中，再一定比例加入上述合成的乳化剂EP-S，然后使用高速乳化机在转速为3000r/min下乳化，乳化温度60～75℃，乳化同时滴加蒸馏水直至体系的黏度突然下降。此时体系由油包水转变为水包油(用电导率的变化表征)，高速乳化一定时间，制得稳定的水分散环氧乳液。 1.4涂膜的制备 将制备好的水性环氧树脂乳液和AB-HGF水性环氧固化剂按照一定的比例混合，滴加少量消泡剂，搅拌均匀，用涂布器将其涂布于预处理过的马口铁板上，室温固化。 1.5分析与测试 乳液黏度的测定：NDJ-79型旋转式黏度计测定；乳液分散相粒子粒径(简称粒径)分布测定：JL-1155型激光粒度分布测试仪测定；乳液离心稳定性测定：将一定量的乳液装入离心机配套试管，用800型离心沉淀器，在3000r/min下旋转一定时间，观察是否分层进行评定；固化物的热失重分析：DuPont-951热重分析仪测定。 1.5.1漆膜干燥时间测定 将适当的AB-HGF固化剂按照一定的配比加到环氧树脂乳液体系中，搅拌均匀成固化混合
环氧树脂水性化技术的研究进展
环氧树脂水性化技术的研究进展 黄燕 (茂名学院化工与环境工程学院，广东茂名525000) 摘要：系统地介绍了环氧树脂水性化的技术，包括机械法、相反转法、化学改性法及乳化法，对不同的水性化技术进行了评论。综述了目前国内外环氧树脂水性化技术的研究进展及其发展趋势，并总结了环氧树脂水性化体系的应用。 关键词：环氧树脂；水性化技术；研究进展 中图分类号：TQ630.4 文献标识码：A文章编号：1671-6590(2010)01-0008-04 环氧树脂是一个分子中含有两个或两个以上环氧基，且在适当的化学试剂存在下形成三维交联网状固化物的化合物的总称。环氧树脂具有优异的附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等，广泛用于涂料、粘合剂及复合材料等领域[1]。但是，常用的环氧树脂为非水溶性，只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂。有机溶剂不但价格较贵，而且具有挥发性，对环境造成污染，这限制了环氧树脂在涂料、胶粘剂行业中的大规模使用。 随着对环境保护的要求日益严格，不含挥发性有机化合物VOC、低VOC、不含有害空气污染物的体系已成为新型材料的研究方向。与溶剂型涂料相比，水性环氧涂料具有诸多优点，如VOC低、气味小、使用安全、可用水直接清洗等，在工业和商业上具有很大的吸引力，正在被不断推广。因此，环氧树脂的水性化研究成为国内外研究的热点[2]。 1环氧树脂水性化技术 环氧树脂本身不溶于水，不能直接加水进行乳化，故要制备稳定的水性环氧树脂乳液，通常须使环氧基料带一定数量的亲水基团，如羧基、羟基、氨基和酰胺基等。根据环氧树脂制备方法的不同，环氧树脂的水性化方法主要有机械法、相反转法、化学改性法和固化剂乳化法。 1.1机械法 机械法即直接法，可用球磨机、胶体磨、均质器等将环氧树脂磨碎，再加入乳化剂水溶液，然后通过机械搅拌将粒子分散于水中；或将环氧树脂和乳化剂混合，加热到适当的温度，在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液[3]。可采用的乳化剂有聚氧乙烯烷芳基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯等，另外也可自制活性乳化剂。专利[4]报道，采用聚乙二酸，双酚A环氧树脂在路易斯酸的催化作用下也可制得环氧树脂乳化剂。此方法的特点是工艺简单，成本低廉，乳化剂用量较少，但环氧树脂在乳液分散相中微粒较大，约50μm左右。粒子形状不规则且尺寸分布较宽，导致乳液稳定性差，涂料成膜性能也欠佳。而且由于非离
环氧树脂生产工艺
环氧树脂生产工艺 摘要：对环氧树脂进行简单的介绍，包括其定义，发展概况，分类及其生产工艺等等。选取了双酚A型环氧树脂为例，介绍其生产工艺中的原料，流程，设备以及后期的“三废”的处理。 关键词：环氧树脂发展概况生产工艺 定义及发展概况 1.环氧树脂定义 环氧树脂（Epoxy Resin）是指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。最常用的双酚A 型环氧树脂含2个环氧基。化学名称：双酚A二缩水甘油醚. 英文名称： Diglycidyl ether of bis phenol A（缩写DGEBP A）,其结构为： 2.发展概况 环氧树脂的发明曾经历了相当长的时期，它的工业化生产和应用仅是近40年的事情。 在19世纪末和20世纪初两个重大的发现揭开了环氧树脂发明的帷幕。远在1891年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷反应生成了树脂状产物。1909年俄国化学家Prileschajew发现用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物。这两种化学反应至今仍 是环氧树脂合成中的主要途径。 我国的环氧树脂的开发始于1956年，在沈阳、上海两地首先获得了成功。1958年上海开始工业化生产。经过40余年的努力，我国环氧树脂生产和应用得到了迅速的发展。目前生产厂家已达100余家。生产的品种、产量日益增多，质量不断提高，在现代化的建设中正起着越来越重要的作用。 环氧树脂的分类及其合成工艺 1.分类 按化学结构差异：环氧树脂可分为缩水甘油类环氧树脂和非缩水甘油类环氧树脂2大类。 按分子中官能团的数量：环氧树脂可分为双官能团环氧树脂和多官能团环氧树脂。 按室温下的状态：环氧树脂可分为液态环氧树脂和固态环氧树脂。 2.生产工艺 环氧树脂的种类繁多，不同类型的环氧树脂的合成方法不同。环氧树脂的合成方法主要有两种：(1) 多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活泼氢原子的化合物与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。(2) 链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸经环氧化而成。
双组分水性环氧树脂研究进展
双组分水性环氧树脂研究进展(一) 2009/2/18/08:32 来源：中国环氧网 环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好，在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格，开发水性环氧体系，即不含VOC(挥发性有机化合物，VolatileOrganicCompound)或不含HAP(有害空气污染物，HazardousAirPollutants)的体系成为新的研究方向，水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点，可替代目前广泛使用的溶剂型涂料，具有很大的经济效益和社会效益。 一、水性环氧树脂的分类 根据制备方法的不同，水性环氧树脂还可分为外乳化型和内(自)乳化型2大类。就是：外乳化法水性环氧体系由于存在较多的乳化剂，其耐水性和耐溶剂等性能比溶剂型的差，而且适用期短且制得粒子粒径较大，现在多不采用。 1、自乳化型水性环氧树脂(化学法) 通过化学改性，可以将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，使环氧树脂获得自乳化的性质，这是自乳化型水性环氧树脂制备的基本原理。根据所引入的亲水性基团的性质不同，自乳化环氧树脂分为阴离子型、阳离子型和非离子型等几类。 (1)阴离子型 通过适当的方法在环氧聚合物分子链上引入羧酸、磺酸等功能性基团、中和成盐以后，环氧树脂就具备了水分散的性质，常用的方法有功能性单体扩链法和自由基接技改性法。前者是利用环氧基团与一些低分子的扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸(盐)等化合物上的胺基反应，在链上引人羧酸、磺酸基团，中和成盐后可分散于水中。 中国科学院广州化学研究所用对氨基苯甲酸改性环氧树脂，使其具有亲水亲油两种性质，以改性产物及其与纯环氧树脂的混合物制成水性涂料，涂膜性能优良，保持了溶剂型环氧涂料在抗冲击强度、光泽度和硬度等方面的优点，而且附着力提高，柔韧性大为改善，涂膜耐水性和耐化学药品性能优良。 自由基接技改性方法是利用双酚A型环氧分子上的亚甲基在过氧化物作用下易于形成自由基并与乙烯基单体共聚的性质，将(甲基)丙烯酸、马来酸(酐)等单体接枝到环氧树脂上，从而得到自乳化环氧树脂，这也是采用苯乙烯、丙烯酸类单体对环氧树脂接枝改性的一个重要依据。
水性环氧树脂制备的研究进展
水性环氧树脂制备的研究进展 梁凤飞，陈立新，赵慧欣 （西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安 710129） 摘 要：对水性环氧树脂（EP ）的制备方法和机制进行了分类及论述，对不同水性化技术方法的特点 进行了分析比较。总结了EP 水性化的最新研究进展，并对其应用前景进行了展望。 关键词：水性环氧树脂；合成方法；机理中图分类号：TQ323.5 文献标志码：A 文章编号：1004－2849（2011）05－0052-04 收稿日期：2010-12-26；修回日期：2011-02-17。 作者简介：梁凤飞（1986—），陕西榆林人，硕士，主要从事环氧树脂及其复合材料等方面的研究。E-mail ：liangfengfei123@https://www.wendangku.net/doc/6f17399787.html, 通讯作者：陈立新。E-mail ：liixn@https://www.wendangku.net/doc/6f17399787.html, 0前言 作为三大通用型热固性树脂[环氧树脂（EP ）、酚醛树脂（PF ）和不饱和聚酯树脂]之一，EP 自1947年问世以来，一直在人们生活的各个领域中扮演着重要角色。由于EP 中含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，因而具备很多优异的性能。与其他热固性树脂相比，EP 的力学性能优异，作为胶粘剂使用时有着较高的粘接强度。此外，EP 固化剂的种类繁多，再加上众多的促进剂、改性剂和添加剂等，通过各种组合和调配可以获得几乎能满足所有使用性能和工艺性能要求的固化产物，这是其他热固性树脂所无法比拟的[1-2]。但是，常用的EP 大多为黏稠的液体或者是固体，难溶于水，只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂中。大多数传统的有机溶剂具有较强的挥发性，不但价格昂贵，而且对环境有很大的污染，这一缺陷大大限制了传统溶剂型EP 的应用。随着人类对环境问题的日益关注和相关法律制度的不断健全，不含挥发性有机物（VOC ），或只含低挥发性有机物，或者是不含有害空气污染物（HAP ）的EP 体系便应运而生，并逐渐成为国内外研究的热点[3]。 所谓水性EP 是指通过物理或者是化学的方法使EP 以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。与传统的EP 相比，水性EP 不仅满足当前环境保护的要求，而且操作性能较好，尤其是它可以与其他水性体系配合 使用，因而可以达到相互弥补，充分发挥各自性能的目的。水性EP 的突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化时间，并有较高的交联密度，这是常见的水性丙烯酸和水性聚氨酯涂料所无法比拟的[4]。但是它的缺点也非常明显，固化过程中水挥发相对较慢，从而使得树脂体系的表干时间变长；此外，水的表面张力较高，对于除油不净的底材而言，两者的浸润性更差。如何实现更好的浸润也是一个亟待解决的问题[5]。 1水性EP 的制备方法 EP 尽管含有一定数量的极性基团，但是由于其 较长的非极性分子主链的存在使得它本身并不能溶解在水中。要制备稳定的水性EP 体系，必须在其分子链中引入强的亲水基团（如羟基、羧基等）或者是在水性体系中加入一些同时亲水和亲油的组分（乳化剂）[6]。水性EP （准确地讲，应该是分散在水中的EP 胶液），可分为水乳型EP 胶液（EP 水乳液）和水溶性EP 胶液（EP 水溶液）两类。其制备方法有两种：乳化剂乳化法和自乳化法。 1.1乳化剂乳化法 乳化剂是表面活性剂的一种，在结构上同时含 有亲水以及亲油组分。它的HLB 值是影响其乳化性能及其乳化效果的决定性因素[7]。因此，想要得到稳定的乳液，必须选择具有合适HLB 值的乳化剂。对 中国胶粘剂 CHINA ADHESIVES 2011年5月第20卷第5期Vol．20No ．5，May 2011 52--306（）
水性环氧树脂合成工艺
水性环氧树脂合成工艺 姓名：吴世杰 学号：S1511W0716 环氧树脂因为杰出的机械性能，良好的耐热性和绝缘性被应用于我们生活的方方面面，小到罐用涂料，防腐蚀涂料，工业地坪涂料，水泥添加剂和混凝土封闭底漆，大到核设施，航空工业粘合剂，无不存在着环氧树脂的身影。环氧最早可追溯至1909年俄国化学家Prileschajew 用过氧化苯甲醚和烯烃反应生成环氧化合物，这是人类第一次合成环氧树脂，环氧树脂的单体中至少有一个含有环氧基团的化合物，环氧化合物的通式可表示如下： 本人研究的课题是水性环氧树脂，环氧树脂是一种热固性高分子材料，水性环氧树脂是指环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。环氧树脂具有物理机械、电绝缘、耐化学品和粘结等方面的优异性能，作为涂料、胶粘剂、层压材料等被广泛应用于国民经济的各个领域。但由于常用的环氧树脂在使用过程中大多必须使用芳香烃及酮类等有机溶剂来溶解，有机溶剂又具有许多不利于储运和施工的缺点，如易燃、易爆、有毒、污染环境等。随着社会的进步和人们对环境质量要求的不断提高以及各国环保标准、法规的不断完善，不含或少含可挥发性有机物(VOC)与空气有害污染物(HAP)的环境友好绿色化学品及材料受到广泛关注，环保型的水性环氧树脂便应运而生，并且越来越受到人们的重视，得到迅速发展。 水性环氧树脂可分为水乳型环氧树脂胶液（环氧树脂水乳液）和水溶型环氧树脂胶液（环氧树脂水溶液）两大类。水乳型环氧树脂胶液包含两层意思，一是将本身不溶于水的环氧树脂在乳化剂作用下，借助于高速搅拌等机械手段使环氧树脂以微粒形式分散在水中，形成稳定的水乳液；二是在环氧树脂的分子结构中引入各种强亲水性基团，使之具有水溶性或自乳化功能。水溶型环氧树脂胶液是使新制备的环氧树脂自身具有水溶性。 水性环氧树脂不仅具有一般溶剂型环氧树脂的优点，如极高的附着力、固化涂膜的耐腐蚀性、耐化学药品性能、涂膜收缩率小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能优异等，而且不含有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低，不会造成空气污染，能很好地满足人们对环境保护及安全生产的迫切要求。同时以水作为分散介质，价格低廉、无气味、不燃，大大提高了储存、运输和使用过程中的安全性。水性环氧树脂不仅是一种环保型材料，而且具有施工性好，可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化
水性环氧树脂的合成及其性能研究
目录 1.引言 (2) 2.实验 (5) 2.1仪器与试剂 (5) 2.2实验方法 (5) 2.3表征 (6) 3.结果与讨论 (6) 3.1反应机理 (6) 3.2红外吸收光谱 (6) 4.结论 (7) 参考文献 (7) 致谢 (9) 水性环氧树脂的合成及其性能研究 孙衎，安徽师范大学化学与材料科学学院 摘要：本研究以丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸(AMPS)为水性单体，对环氧树 脂E51进行改性。此共聚物不需中和，就能获得良好的水分散性。设计出了AMPS 改性环氧树脂的反应路线，通过正交实验和对比实验，对反应物配比、聚合温度和引发剂用量等反应条件进行了优化，并探讨了影响反应稳定性的因素。由于AMPS的高聚合活性，须采用一些较为特殊的单体滴加方法，以保证共聚反应的稳定进行。 关键词：环氧树脂；丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸(AMPS)；接枝反应；水溶性 Synthesis and Performance Study of Water-soluble Epoxy Resin Sun Kan, College of Chemistry and Materials Science Abstract: The epoxy resin emulsion derived from chemical method received much attention due to absence of surfactant. It is characteristic of self-emulsification,
dispersoid particle was small at nano level. The modifier reported in the literature to prepare anionic epoxy resin was mostly acrylic monomers. Epoxy resin can obtain water-disposability after carboxyl group was introduced and neutralized. The emulsion prepared by this approach only could keep stable under the alkalescent circumstance. If pH value vary, the system tend to agglomerate or gelate which is bad to preservation and untilization. Key words: epoxy resin, 2-acrylamido-2-methyl-l-propanesulfonic acid, graft polymerization, water solubility 1.引言 环氧树脂(Epoxy resin)是泛指含有两个或者两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并通过环氧基团反应形成的热固性产物的高分子低聚体，是一种从液态到粘稠态、固态多种形态的物质。其典型的结构式如下: 环氧树脂具有优异的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘结性能，可以作为涂料、浇铸料、模压料、胶粘剂、层压材料以直接或间接使用的形式渗透到日常生活用品到高新技术领域的国民经济的各个方面，特别是在涂料应用领域。目前全世界范围内40%的环氧树脂用于涂料[1]。 水性环氧树脂是指环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。由于环氧树脂是线型结构的热固性树脂，所以施工前必须加入水性环氧固化剂，在室温环境下发生化学交联反应，环氧树脂固化后就改变了原来可溶可熔的性质而变成不溶不熔的空间网状结构，显示出优异的性能。水性环氧树脂涂料除了具有溶剂型环氧树脂涂料的诸多优点，如对众多底材具有极高的附着力，固化后的涂膜耐腐蚀性和耐化学药品性能优异，并且涂膜收缩小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能优异等，还具有不含有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低，不会造成空气污染，因而满足当前环境保护的要求;同时以水作为分散介质，价格低廉、无气味、不燃，储存、运输和使用过程中的安全性也大为提高;再次是水性环氧树脂涂料的操作性能好，施工工具可用水直接清洗。水性环氧树脂涂料的突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化时间，并保证有很高的交联密度，这是通常的水性丙烯酸涂料和水性聚氨酷涂料所无法比拟的。水性环氧树脂的研制在近几十年变得异常活跃[2]。国外从20世纪70年代起开始开发水性环氧树脂涂料，其性能已可达到与溶剂型环氧涂料相当的水平。 与溶剂型涂料相比，水性环氧涂料具有诸多优点，如低的VOC含量[4]、较小的气味、使用安全、可用水清洗等，在工业和商业上具有很大的吸引力，正在被
自乳化水性环氧树脂的研究样本
自乳化水性环氧树脂研究 1前言 1.1环氧树脂 环氧树脂（Epoxy Resin）泛指具有两个或两个以上环氧基（）那一类有机高分子化合物，除个别外，她们相对分子质量都不高[1]。 多以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架，分子链中具有活泼环氧集团为特性，可位于分子链中间、末端或成环状构造，并能由于分子链中活泼环氧基团可反映形成有用热固性产物高分子低聚体（01igolner）。 环氧树脂是一种从液态到黏稠态、固态各种形态物质。它几乎没有单独使用价值，只有和固化剂反映生成三维网状构造不溶不熔聚合物才有应用价值，因而环氧树脂归属于热固性树脂。属于网络聚合物范畴。 1.2环氧树脂性能和特性 在热固性树脂中，环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂合称三大通用性热固性树脂，使用量大、应用范畴广。与其她各类热固性树脂相比，环氧树脂因其特有环氧基，及分子链上羟基、醚键等活性集团和极性集团，使环氧树脂具备不同种类和牌号性能各异优质树脂。环氧树脂固化剂种类众多，加上众多增进剂、改性剂、添加剂等，可以进行各种各样组合和组配。从而能获得各种各样性能优秀、各具特色环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能规定。 环氧树脂及其固化物性能特点：（1）力学性能高。（2）粘接性能优秀。（3）固化收缩率小。（4）工艺性好，固化以便。（5）电性能好。（6）化学稳定性好。（7）环氧固化物耐热性好。（8）品种多，形式多样。（9）在热固性树脂中，环氧树脂及其固化物综合性能最佳。 1.3环氧树脂发展简史 环氧树脂创造曾经历了相称长时期。早在1891年，德国Lindmann用对苯二酚与
环氧氯丙烷反映，缩聚成树脂并用酸酐使之固化，但并未研究其应用价值。1930年，瑞士Pierre Castan 和美国S.O.Greenlee进一步进行研究，用有机多元胺使上述树脂固化，显示出很高粘接强度，引起了人们注重。 大概在20世纪代中期已经报导了双酚A与环氧氯丙烷反映产物，后首创了不稳定环氧化脂肪胺中间产物生产技术。 在此后近三十年，由双酚A制得环氧树脂热固性制品、涂料树脂陆续研制成功，并凭借其良好产品性能，开始了工业化生产和集中性应用开发。 在1955~1965年期间，环氧树脂质量明显提高，双酚A环氧树脂已有所有平均相对分子质量级别牌号。酚醛环氧确立了明显耐高温应用优级性能。1957 年关于环氧树脂合成工艺专利问世，是由Shell Developmet co.申请，该专利研究了固化剂和填加剂应用工艺办法，揭示了环氧树脂固化物应用。过醋酸法合成环氧树脂最初是1956年由美国联合碳化物公司推出，1964年转卖给联碳塑料。 中华人民共和国研制环氧树脂始于1956年，在沈阳、上海两地一方面获得了成功。1958年上海、无锡开始了工业化生产。20世纪60年代中期开始研究某些新型脂环族环氧：酚醛环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂等，到70年代末期中华人民共和国已形成了从单体、树脂、辅助材料，从科研、生产到应用完整工业体系。 2环氧树脂水性化办法 环氧树脂水性化事实上是指以水为重要分散剂或溶剂，按树脂分散粒子大小不同而制得以水乳液、水溶胶及水溶液等不同形式稳定分散体系。 环氧树脂水性化技术经历了从外加乳化剂法到自乳化法发展过程[2]。 2.1外加乳化剂 外乳化法就是借助于外加乳化剂，将液体或磨碎固体环氧树脂通过机械搅拌分散于水中，形成稳定水包油乳液体系[3]，实行办法有机械法和相反转法。 2.1.1机械法
水性环氧树脂
三、水性环氧树脂 水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液，三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。 环氧树脂的水性化方法： 根据制备方法的不同，环氧树脂水性化有以下四种方法：机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。 1）机械法 机械法即直接乳化法，可用球磨机、胶体磨、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末，然后加入乳化剂水溶液，再通过机械搅拌将粒子分散于水中; 或将环氧树脂和乳化剂混合，加热到适当的温度，在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单，所需乳化剂用量较少，但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大，粒子形状不规则且尺寸分布较宽，所配得的乳液稳定性差，粒子之间容易相互碰撞而发生凝结现象，并且该乳液的成膜性能也欠佳。当然提高搅拌分散时的温度可以促进乳化剂分子在环氧树脂微粒表面更为有效地吸附，使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。 2）化学改性法 化学改性法又称自乳化法，即将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，或嵌段或接枝，使环氧树脂获得自乳化的性质，当这种改
性聚合物加水进行乳化时，疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒，离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面，由于带有同种电荷而相互排斥，只要满足一定的动力学条件，就可形成稳定的水性环氧树脂乳液，这是化学改性法制备水性环氧树脂的基本原理。根据引入的具有表面活性作用的亲水基团性质的不同，化学改性法制备的水性环氧树脂乳液可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。 a、阴离子型 通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能性基团，中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。常用的改性方法有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。功能性单体扩链法是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反应，在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团，中和成盐后就可分散在水相中。自由基接枝改性法是利用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大，在过氧化物作用下易于形成自由基，能与乙烯基单体共聚，可将丙烯酸、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中，再中和成盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。 b、阳离子型 含胺基的化合物与环氧树脂反应生成含叔胺或季胺碱的环氧树脂，再加入挥发性有机一元弱酸如醋酸中和得到阳离子型的水性环氧树脂。这类改性后的环氧树脂在实际中应用较少，这是因为水性环氧固化剂通常是含有胺基的碱性化合物，两个组分混合后，体系容易出现破乳和分层现象而影响该体系的使用性能。
双组分水性环氧树脂分析研究进展
双组分水性环氧树脂研究进展(一> 2009/2/18/08:32 来源：中国环氧网 环氧树脂涂料附着力高、耐化学品和溶剂性优异、硬度高、耐磨性好，在工业上已获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通 常为溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格，开发水 性环氧体系，即不含VOC(挥发性有机化合物，VolatileOrganicCompound>或不含HAP(有害空气污染物，HazardousAirPollutants>的体系成为新的研究方向，水性环氧涂料 具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点，可替代目 前广泛使用的溶剂型涂料，具有很大的经济效益和社会效 益。b5E2RGbCAP 一、水性环氧树脂的分类 根据制备方法的不同，水性环氧树脂还可分为外乳化型和 内(自>乳化型2大类。就是：外乳化法水性环氧体系由于存在较多 的乳化剂，其耐水性和耐溶剂等性能比溶剂型的差，而且适用期短 且制得粒子粒径较大，现在多不采用。p1EanqFDPw 1、自乳化型水性环氧树脂(化学法> 通过化学改性，可以将一些亲水性的基团引入到环氧树脂 分子链上，使环氧树脂获得自乳化的性质，这是自乳化型水性环氧
树脂制备的基本原理。根据所引入的亲水性基团的性质不同，自乳 化环氧树脂分为阴离子型、阳离子型和非离子型等几 类。DXDiTa9E3d (1>阴离子型 通过适当的方法在环氧聚合物分子链上引入羧酸、磺酸等 功能性基团、中和成盐以后，环氧树脂就具备了水分散的性质，常 用的方法有功能性单体扩链法和自由基接技改性法。前者是利用环 氧基团与一些低分子的扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸(盐>等化合物上的胺基反应，在链上引人羧酸、磺酸基团，中和成 盐后可分散于水中。RTCrpUDGiT 中国科学院广州化学研究所用对氨基苯甲酸改性环氧树脂，使其具有亲水亲油两种性质，以改性产物及其与纯环氧树脂的混合 物制成水性涂料，涂膜性能优良，保持了溶剂型环氧涂料在抗冲击 强度、光泽度和硬度等方面的优点，而且附着力提高，柔韧性大为 改善，涂膜耐水性和耐化学药品性能优良。5PCzVD7HxA 自由基接技改性方法是利用双酚A型环氧分子上的亚甲基 在过氧化物作用下易于形成自由基并与乙烯基单体共聚的性质，将(甲基>丙烯酸、马来酸(酐>等单体接枝到环氧树脂上，从而得到自 乳化环氧树脂，这也是采用苯乙烯、丙烯酸类单体对环氧树脂接枝 改性的一个重要依据。jLBHrnAILg
水性环氧树脂涂料研究现状与应用前景
水性环氧树脂涂料研究现状与应用前景 王军 (安徽工业大学化学与化工学院，安徽马鞍山243002） 摘要：本文简述了水性环氧树脂涂料分类和性能，介绍了水性环氧树脂涂料的研究现状及与应用前景。 关键字：水性涂料；环氧树脂；应用 Research Situation and Prospective Application of Waterborne Epoxy Resin Coatings Wang Jun (School of Chemistry and Chemical，Anhui University of Technology , Maanshan 243002 China) Abstract: This paper describes briefly the classification and properties of waterborne epoxy resin coatings. Present research status and prospective application of the coatings are introduced. Key words: waterborne coatings; epoxy resin; application 0．引言 近些年来，环境保护的要求日益迫切和严格, 许多国家因此相继颁发了有关控制VOC（挥发性有机化合物, Volatile Organic Compound)）的法令。由于环保法规不断强化促使涂料工业加速向四E方向发展, 其中发展最快的是水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料和辐射固化涂料，其中由于溶剂价格的上涨以及环
环氧树脂水性化方法
环氧树脂水性化方法 水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液，三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。根据制备方法的不同，环氧树脂水性化有以下四种方法：机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。 1）机械法 机械法即直接乳化法，可用球磨机、胶体磨、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末，然后加入乳化剂水溶液，再通过机械搅拌将粒子分散于水中; 或将环氧树脂和乳化剂混合，加热到适当的温度，在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单，所需乳化剂用量较少，但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大，粒子形状不规则且尺寸分布较宽，所配得的乳液稳定性差，粒子之间容易相互碰撞而发生凝结现象，并且该乳液的成膜性能也欠佳。当然提高搅拌分散时的温度可以促进乳化剂分子在环氧树脂微粒表面更为有效地吸附，使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。 2）化学改性法 化学改性法又称自乳化法，即将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，或嵌段或接枝，使环氧树脂获得自乳化的性质，当这种改性聚合物加水进行乳化时，疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒，离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面，由于带有同种电荷而相互排斥，只要满足一定的动力学条件，就可形成稳定的水性环氧树脂乳液，这是化学改性法制备水性环氧树脂的基本原理。根据引入的具有表面活性作用的亲水基团性质的不同，化学改性法制备的水性环氧树脂乳液可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。 a、阴离子型 通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能性基团，中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。常用的改性方法有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。功能性单体扩链法是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反应，在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团，中和成盐后就可分散在水相中。自由基接枝改性法是利用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大，在过氧化物作用下易于形成自由基，能与乙烯基单体共聚，可将丙烯酸、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中，再中和成盐后就可制得能自乳化的环氧树脂。 b、阳离子型
水性环氧树脂配方
巴陵石化水性环氧树脂配方新颖 更新时间：2008-11-06 09:33:29 巴陵石化环氧树脂事业部承担的水性环氧树脂开发及其在混凝土改性中的应用项目，10月25日通过省级技术鉴定。 巴陵石化科研人员从树脂的分子结构入手，以环氧树脂、双酚A等为原料，对影响产品性能和稳定性的各种因素进行研究，合成了嵌段型自乳化水性环氧树脂，并在中试装置上进行验证和进一步优化。中试结果及工业性试验表明，产品配方新颖，工艺路线合理可行。 巴陵石化环氧树脂事业部从2004年开始研发水性环氧树脂，2005年小试研发出满足用户要求的新型水性环氧树脂，并在50吨/年中试装置上进行验证。去年以来，该部瞄准水性环氧树脂在混凝土改性上的巨大市场展开研究，取得技术上的突破，产品成功应用于混凝土改性路面，并建成了水性环氧树脂工业试验装置。截至目前，巴陵石化环氧树脂事业部已销售水性环氧树脂600多吨，经济效益显著。 信息来源：中国化工报 水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分（环氧树脂、水性环氧固化剂、颜填料、助剂和共溶剂等）对涂膜性能的影响，并给出了水性环氧地坪涂料的配方实例及性能，在这基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺金刚砂黑刚玉棕刚玉抛光砂研磨材料2010-12-15 17:58:20 阅读29 评论0 字号：大中小订阅随着环保法规和人们环保意识的增强，水性环氧地坪涂料将会得到广泛的应用，研究和开发水性环氧工业地坪涂料具有很大的经济效益和社会效益。本文较为 系统的讨论了水性环氧地坪涂料的配方设计及其主要成分（环氧树脂、水性环氧固化 剂、颜填料、助剂和共溶剂等）对涂膜性能的影响，并给出了水性环氧地坪涂料的配 方实例及性能，在这基础上简要介绍了水性环氧地坪涂料的施工工艺。
水性环氧树脂涂料的分析研究进展以及未来的发展方向和前景
水性环氧树脂涂料的研究进展以及未来的发展方向和前景 100311109 刘召 本文简述了近三年(2006-2008>来中国国内水性环氧树脂涂料的研究进展，从特点、固化机理、应用和前景展望等四个方面对水性环氧树脂的研究进行了总结。 关键词：水性环氧树脂涂料特点固化机理应用前景 环氧树脂涂料附着力高、耐化学药品和溶剂性能优异、硬度高、耐磨性好等优点，在工业上己获得了广泛的应用。传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型或无溶剂型。随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格，开发水性涂料系统，既不含VOC(挥发性有机化合物，Volatile Organic Com—pound>或不含HAP(有害空气污染物，HazardousAir Pollutants>的系统成为新的研究方向，水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点，可替代目前广泛使用的溶剂型涂料，具有很大的经济效益和社会效益。 一、水性环氧树脂的特点 经过半个世纪的发展，水性环氧树脂涂料的性能自很大的提高水性环氧树脂涂料可在室温或加热条件下固化，与溶剂型环氧树脂涂料相比，水性环氧树脂涂料具有以下优势： <1>水作为分散介质，不含有有机溶剂或挥发性有机化合物含量较低，无环境污染，没有失火隐患；满足当前环境保护的要求，如2008北京奥运会场馆设施的涂料用树脂均采用水性涂料； <2>操作性能好，施工工具可用水直接清洗，操作安全，方便； <3）对大多数基材具有良好的附着力，并且可以与水泥或水泥砂浆配合使用；<4）可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化时间，并保证有较高的交联密度； <5）能与其他水性聚合物体系混合使用，在性能上互相弥补； 水性环氧树脂涂料的优点是显而易见的，但也存在如下一些缺点： （1）与有机溶剂相比，水的蒸发热高，这就要求有另外的手段来帮助水的蒸发。在低温和高湿情况下，水的蒸发更慢，使表干时间延长； （2）水的表面张力较高，这对基材和颜填料的润湿造成困难，尤其是除油不干净的底材更难湿润，需要加入基材润湿剂来提高水性环氧树脂涂料的 润湿性； （3）颜填料的在水性环氧树脂涂料中的分散稳定性较溶剂型涂料差，易于聚集沉淀； （4）水的导电率高，易使金属腐蚀，在涂膜干燥的的过程中会发生闪蚀问题，但用闪蚀抑制剂和活性颜料配合使用可以解决这个问题。
自乳化水性环氧树脂的研究
自乳化水性环氧树脂的研究 1前言 1.1环氧树脂 环氧树脂（Epoxy Resin）泛指含有两个或两个以上环氧基（）的那一类有机高分子化合物，除个别外，他们的相对分子质量都不高[1]。 多以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架，分子链中含有活泼的环氧集团为特征，可位于分子链的中间、末端或成环状结构，并能由于分子链中活泼的环氧基团可反应形成有用的热固性产物的高分子低聚体（01igolner）。 环氧树脂是一种从液态到黏稠态、固态多种形态的物质。它几乎没有单独的使用价值，只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值，因此环氧树脂归属于热固性树脂。属于网络聚合物范畴。 1.2环氧树脂的性能和特性 在热固性树脂中，环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂合称三大通用性热固性树脂，使用量大、应用范围广。与其他各类热固性树脂相比，环氧树脂因其特有的环氧基，及分子链上的羟基、醚键等活性集团和极性集团，使环氧树脂具有不同种类和牌号的性能各异的优质树脂。环氧树脂固化剂种类众多，加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等，可以进行多种多样的组合和组配。从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。几乎能适应和满足各种不同使用性能和工艺性能的要求。 环氧树脂及其固化物的性能特点：（1）力学性能高。（2）粘接性能优异。（3）固化收缩率小。（4）工艺性好，固化方便。（5）电性能好。（6）化学稳定性好。（7）环氧固化物的耐热性好。（8）品种多，形式多样。（9）在热固性树脂中，环氧树脂及其固化物的综合性能最好。 1.3环氧树脂发展简史 环氧树脂的发明曾经历了相当长的时期。早在1891年，德国的Lindmann用对苯二酚与环氧氯丙烷反应，缩聚成树脂并用酸酐使之固化，但并未研究其应用价值。1930年，瑞士的Pierre Castan 和美国的S.O.Greenlee进一步进行研究，用有机多元胺使上述树脂固化，显示出很高粘接强度，引起了人们的重视。 大约在20世纪20年代中期已经报导了双酚A与环氧氯丙烷反应产物，15年后首创了不稳定的环氧化脂肪胺中间产物的生产技术。 在此后的近三十年，由双酚A制得的环氧树脂热固性制品、涂料树脂陆续研制成功，并凭借其良好的产品性能，开始了工业化生产和集中性的应用开发。