摘要：以環(huán)氧樹脂、二聚酸改性有機(jī)多胺，引入封端劑成鹽的水性固化劑

關(guān)鍵詞：固化劑、水性、環(huán)氧樹脂

1、前言

環(huán)氧樹脂固化劑中，多元胺類固化劑因其種類多、用途廣而成為常用的 環(huán)氧樹脂固化劑。由于多元胺可以較好溶于水, 所以早期被直接應(yīng)用于水性環(huán)氧樹脂體系。但是多元胺類固化劑與環(huán)氧樹脂乳液相溶性差，反應(yīng)速度過快，且易吸收空氣中的二氧化碳，從而降低了水性環(huán)氧樹脂的性能。為降低胺類固化劑的毒性、克服缺陷、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)改進(jìn)固化劑的理化性能，調(diào)整固化反應(yīng)速度、粘度、潤濕性、相溶性、液態(tài)化等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。如今，水性環(huán)氧固化劑是經(jīng)過對傳統(tǒng)的胺類固化劑改性而得，它克服了未改性胺類固化劑的缺 點(diǎn)。改性后的胺類固化劑揮發(fā)性低、刺激性小、毒害性小、與環(huán)氧樹脂相溶性好、固化速度適中、固化物性能較好、滿足特殊條件下的要求，拓展了固化劑的應(yīng)用范圍，且以水為溶劑，VOC 含量符合環(huán)保要求。

2、實(shí)驗(yàn)部分

2.1合成原理

本文擬合成一種水性環(huán)氧固化劑，在固化劑的合成中，采用 A 作為 擴(kuò)鏈劑，通過將 A 鏈段引入到固化劑主鏈結(jié)構(gòu)中，不僅可以提高合成固化劑的水溶性，另外 A 鏈段的引入不僅使固化劑具有一定乳化功能，而且增加了固化劑分子鏈中的柔性鏈段，克服了原有多胺與環(huán)氧樹脂加成物類固化劑存在的柔 韌性差的缺點(diǎn)。確定各步反應(yīng)的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物當(dāng)量比等合成工藝參數(shù)，并通過紅外光譜方法表征反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。

2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器及原料

 2.2.1主要儀器

AUY220電子天平，日本島津；

101型電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；

SXZ-2.5-10箱式電阻爐，龍口電爐制造廠；

NDJ-5S旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，上海越平科學(xué)儀器有限公司；

DLW-20膠黏劑拉伸剪切試驗(yàn)機(jī)，濟(jì)南蘭光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；

Bio-Rad FTS 6000 型傅立葉紅外光譜儀；

 2.2.2實(shí)驗(yàn)材料

2.3 實(shí)驗(yàn)過程

  在裝有攪拌器、電熱套、冷凝管和溫度計(jì)的 250mI 四口燒瓶中加入一定 量的二聚酸和環(huán)氧樹脂，滴加四乙烯五胺，攪拌并加熱升溫至90℃，在此溫度下反應(yīng)1小時(shí)，繼續(xù)升溫至260℃，保溫2-5小時(shí)；降溫至80℃，加入一定量的AGE，攪拌保溫2小時(shí)，同時(shí)加入A、B，升溫至85℃，攪拌1小時(shí)，加入純水，攪拌過濾得到黃色透明粘稠液體。

3 指標(biāo)檢測

3.1胺值檢測

在一潔凈的100mL三角瓶中，稱取約0.1g 樣品（準(zhǔn)確至0.0001g）。加入25mL無水乙醇，輕輕搖晃至完全溶解。加入3-5滴溴酚蘭指示劑（1g/L溴酚蘭乙醇溶液）。用0.1mol/L鹽酸滴至由藍(lán)色至黃綠色為終點(diǎn)。

3. 2酸值檢測

在一潔凈的250mL三角瓶中，稱取約5g樣品（準(zhǔn)確至0.0001g）。加入50mL無水乙醇溶劑，輕輕搖晃至完全溶解。加入5滴酚酞指示劑（10g/L、95%乙醇溶液）。用濃度約為0.1mol/L氫氧化鈉滴定至紅色，至少10s不消失即為終點(diǎn)。

3. 3紅外光譜分析

表3-1水性固化劑紅外光譜分析

理論上固化劑中應(yīng)含有羥基、仲胺基、甲基、亞甲基、苯環(huán)、叔丁基、銨 鹽等基團(tuán)，從所合成的紅外光譜圖和相對應(yīng)的特征可以看出改性固化劑的組成符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，確實(shí)發(fā)生了成鹽反應(yīng)，形成了銨鹽，基本上無伯胺殘余，也沒有酰胺的生成，則產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)應(yīng)該如我們所需要的分子結(jié)構(gòu)。

4固化劑各項(xiàng)檢測指標(biāo)

表4.1

5 固化物性能檢測

5.1涂膜吸水率測試

測試前，現(xiàn)將涂膜置于50℃的烘箱1小時(shí)，干燥器冷卻至室溫，立即測定涂膜重量；然后把樣品置于室溫下的去離子水中，稱量前用濾紙擦干表面，進(jìn)行吸水率檢測。計(jì)算公式如下：

表5.1 固化劑吸水率測定

由表5.1可以看出，該固化劑吸水性與聚酰胺固化劑類似，但小于有機(jī)多胺。

   5.2固化物剪切力性能檢測

剪切強(qiáng)度檢測當(dāng)中的試樣處理及搭接方法均參照GB/T2567-2008。經(jīng)試驗(yàn)表明，固化劑用量在80%，室溫固化7d后，剪切強(qiáng)度大，達(dá)到14.16MPa。

6、小結(jié)

  本文所合成的為改性多胺固化劑，采用二聚酸作為擴(kuò)鏈劑來增加固化劑主鏈結(jié)構(gòu)的柔韌性，使得固化劑的玻璃化溫度較低，同時(shí)使固化劑具有一定的乳化功能，水溶性的脂肪胺引入固化劑分子結(jié)構(gòu)來提高親水性，實(shí)現(xiàn)固化劑的水溶，而采用環(huán)氧樹脂作擴(kuò)鏈劑可以提高固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性，使涂膜外觀清洗透明，外表平整；選用活性稀釋劑AGE作為封端劑，成鹽度25%左右，反應(yīng)溫度80℃為。

參考文獻(xiàn)：

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