非离子型水性环氧树脂固化剂的合成与性能研究

采用低相对分子质量的环氧树脂E-51与聚醚-4000反应制备环氧改性聚醚加成物,再与多乙烯多胺进行反应制备胺封端的聚醚-环氧-胺加成物,最后采用单环氧化合物进行封端,合成非离子型水性环氧固化剂,实验表明工艺可行。对环氧E-51改性聚醚-4000合成过程中的各影响因素进行了研究,并对非离子型水性环氧固化剂的固化性能进行了评价。最佳配方与工艺为:n(环氧树脂E-51)∶n(聚醚-4000)2∶1,催化剂选用含三氟化硼(BF3)质量分数2%的乙醚溶液(60℃时加入,加入量为2%)。与现有的市售水性环氧固化剂固化性能相比,非离子型水性环氧固化剂固化的环氧体系的柔韧性和耐冲击性有大幅提高。     

风力发电机叶片用环氧树脂复配体系的研究

采用CYD-128(E1)、双酚F环氧树脂(E2)、己二醇二缩水甘油醚(E3)为主要原材料配制可用于真空灌注的环氧树脂体系,通过粘度和拉伸、弯曲性能测试及示差扫描量热分析研究了树脂体系的流变特性,固化物力学性能和耐热性。结果表明,E1,E2,E3的质量比为65∶15∶20,固化剂为CYDHD-501,固化条件为70℃/6 h时,体系初始粘度较低,工艺性好,固化后力学性能、热性能优异,能够满足1.5 MW风电叶片用环氧树脂指标要求。     

双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学研究

分别以4,4‘-二氨基二苯甲烷（DDM）和4,4‘-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂，采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了E-44和E-51两种双酚A型环氧树脂的固化反应动力学。收集与分析了在25～350℃范围内分别以5、10、15、20℃/min的升温速率进行固化的反应参数，然后采用Starink法计算得到不同环氧固化体系的表观活化能。同时，借助各固化体系的动态流变性能，分析了双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化反应机理，并选用双参数自催化模型计算了各固化体系的反应速率方程。研究结果表明：当环氧固化体系的固化剂不同时，采用DDM作为固化剂的环氧固化体系（E-44/DDM、E-51/DDM），其表观活化能均低于添加DDS固化剂的环氧体系；选用同种固化剂（DDM或DDS）时，E-51树脂体系的表观活化能均低于E-44树脂固化体系。反应速率方程结果显示，该双参数自催化模型与实际试验结果的吻合性良好，可用于描述双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化历程。     

磺酸盐型水性环氧固化剂的合成与表征

采用丁基缩水甘油醚(n-BGE)和苄基缩水甘油醚(BGE)与二乙烯三胺(DETA)反应得到DETA的单封端产物,将产物与氨基磺酸盐(DETA-SO3Na)混合后再与环氧树脂(E-51)反应合成含多亚胺和磺酸盐的新型水性环氧固化剂,该固化剂与E-51复配得到双组分水性环氧涂料。采用红外光谱表征了固化剂结构,研究了氨基磺酸盐用量对双组分环氧涂料粒径及其涂膜性能的影响。结果表明,当配方为[n(DETA-n-BGE)+n(DE-TA-BGE)+n(DETA-SO3Na)]∶n(E-51)=2∶1,DETA-SO3Na质量分数为5.6%,n-BGE与BGE物质的量比为3∶2时,制得的双组分环氧涂料具有较小的粒径(790 nm)和良好的稳定性(1.5 h),固化后涂膜铅笔硬度可达2 H,柔韧性1 mm,耐冲击性55(kg.cm-1),耐水性180 h。     

腰果酚含硅缩水甘油醚改性环氧树脂的性能研究

以腰果酚合成了一种低粘度、高活性腰果酚含硅缩水甘油醚(SCGE),并将其作为稀释剂改性E-51环氧树脂/甲基六氢苯酐(MeHHPA)体系,通过粘度测试,红外光谱分析,力学性能测试,动态热机械分析(DMA)和断裂面形貌分析考察了SCGE用量对环氧固化物的结构及性能的影响。研究表明,SCGE对E-51树脂具有良好的稀释作用,可显著提高固化物的冲击强度与拉伸强度。当SCGE添加质量分数为15%时,固化物的冲击强度达到最大值17.53 k J/m~2,当SCGE添加质量分数为10%时,固化物的拉伸强度达到最大值73.63 MPa。SCGE对环氧固化物具有显著的增韧作用,但固化物的玻璃化转变温度(Tg)随着SCGE用量的增加有所降低。     

快速固化环氧树脂体系研究

将593脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂、芳香胺固化剂及咪唑类固化剂复配,并加入促进剂DMP-30及活性稀释剂苯基缩水甘油醚与E-51环氧树脂构成了快速固化环氧树脂体系,测试了不同固化体系的凝胶时间和完全固化时间及其浇注体的力学性能。结果表明,在10 min内完全固化的情况下,E-51、芳香胺及咪唑固化剂的质量比为100∶15∶5时,固化体系的拉伸强度可达到67 MPa,较脂肪胺体系提高20%,弯曲强度和冲击强度分别达到88 MPa和11 kJ/m2,较单一胺类固化体系提高50%和40%。     

输油管线用熔结环氧粉末涂料的制备

采用线型酚醛环氧树脂(ENR)、环氧树脂E-12、固化剂JECP-02B制备了输油管线用熔结环氧粉末涂料。考察了线型酚醛环氧树脂与环氧树脂E-12质量比对涂料性能的影响,以及固化剂JECP-02B、流平剂GLP588和固化促进剂2-甲基咪唑对固化行为的影响,用红外光谱分析了固化前后树脂的变化,m(ENR)/m(E-12)=(75/25)~(25/75)、m(固化剂)/m(环氧树脂)=1/4、m(流平剂)/m(环氧树脂)=2/100、m(2-甲基咪唑)/m(环氧树脂)=(0.1~0.15)/100时,涂层性能达到输油管线防腐指标(SY/T 0315-97)。长庆化工有限责任公司用该技术扩大生产约10 t环氧粉末涂料,用于长庆油田输油管线的防腐,产品满足了1.5 m in/230℃快速固化的施工要求。     

环氧树脂酸/酐/咪唑体系固化过程的扭辫分析

双酚A的双缩水甘油醚环氧树脂E-51,以甲基四氢苯二甲酸酐(METHPA),HK-021为固化剂及以2—乙基4—甲基咪唑(EMI—2,4)为促进剂的固化过程用扭辫分析(TBA),结合差示热分析(DTA)和热重分析(TGA)进行了研究。测定了凝胶时间和固化时间及最优化固化条件和配方,并确定此固化反应的表观活化能E为14.5千卡/摩尔,且讨论了此体系的双重固化机理。     

非离子水性环氧低温固化剂的制备及固化研究

采用聚乙二醇二缩水甘油醚、双酚A型环氧树脂、脂肪族多胺或芳香族多胺合成了非离子型低温干固化水性环氧同化剂.研究了采用不同种类的多胺制备的固化剂、聚乙二醇二缩水甘油醚含量对固化剂外观、稳定性及固化性能的影响,研究了水性环氧体系的成膜过程及其活化期,讨论了不同的环氧/胺氢固化比例对最终固化性能的影响.     

提升输油管道防腐效果的环氧粉末涂料材料制备

目前环境污染已经成为人们关注的重点问题,传统涂料中包含一定的环境污染因素,因此需要对其进行有效控制。采用线型酚醛环氧树脂(ENR)、环氧树脂E-12、固化剂JECP-02B制备了输油管线用熔结环氧粉末涂料。考察了线型酚醛环氧树脂与环氧树脂E-12质量比对涂料性能的影响,以及固化剂JECP-02B、流平剂GLP588和固化促进剂2-甲基咪唑对固化行为的影响,用红外光谱分析了固化前后树脂的变化,m(ENR)/m(E-12)=(70/20)～(20/80)、m(固化剂)/m(环氧树脂)=1/4、m(流平剂)/m(环氧树脂)=2/100、m(2-甲基咪唑)/m(环氧树脂)=(0.1～0.18)/100时,涂层性能达到输油管线防腐指标(SY/T0315-97)。     

快速固化型环氧树脂灌浆材料的制备及性能

利用腰果酚、多聚甲醛、二乙烯三胺曼尼西反应合成的酚醛胺与聚丙二醇二缩水甘油醚反应制备了环氧树脂固化剂,与环氧树脂E?51、F?51、稀释剂692制备了双组分环氧树脂灌浆材料。研究了固化剂的合成工艺以及环氧树脂灌浆材料的固化行为和固结体的性能。结果表明,合成固化剂的最佳投料比为n(醛)∶n(酚)∶n(胺)∶n(醚)= 1∶1.1∶1.2∶0.4,固化剂组分与环氧树脂组分的体积比为100∶（80~120）时,浆液的初始黏度为400~500 mPa·s,凝胶时间为25~45 min,固结体性能都符合JC/T 1041-2007的要求;在浆液发生凝胶前,浆液黏度先随着时间逐渐降低后快速上升,凝胶时间随着使用温度的降低逐渐增加。     

改性脂环胺固化剂在陶瓷膜端面封胶中的应用

以聚酰胺651及自制的M6640改性脂环胺为固化剂分别与环氧树脂E-51配制成管式陶瓷膜表面封端用胶粘剂,通过示差扫描分析法(DSC)、胶粘剂力学性能及腐蚀液的化学需氧量(COD)测试,考察了环氧固化剂种类、M6640改性脂环胺与环氧树脂E-51的质量比、固化条件对环氧胶粘剂的力学性能及耐碱性等的影响。结果表明,m(M6640改性脂环胺):m(环氧E-51)=50:100,固化条件25℃/24 h+80℃/4 h时,胶的剪切强度17.49 MPa、拉伸强度78.72 MPa、压缩强度105.32 MPa、弯曲强度120.58 MPa、硬度90.5 HD,Tg65.3℃,耐碱腐蚀,可满足陶瓷膜端面胶的应用要求。     

RTM成型用高性能环氧树脂基体的研究

将AG-80和TDE-86以一定比例混合,通过加入自配的低粘度液体固化剂,得到了一种适用于RTM工艺的树脂体系。结果表明,该树脂体系在30℃时的粘度为1081mPa.s,其树脂固化物的拉伸强度为73MPa,弹性模量达到1.36GPa,断裂伸长率为6.3%,弯曲强度为150MPa,弯曲模量为3.12GPa,玻璃化转变温度为191℃,该树脂体系不仅粘度低,还具有优异的力学性能和耐温性,可满足RTM成型工艺对环氧树脂体系的要求。     

自乳化水性环氧固化剂的合成及性能

采用单环氧化合物(AGE)为封端剂,环氧树脂(E44)为扩链剂,以三乙烯四胺(TETA)为原料,合成了一种具有自乳化效果的水性环氧固化剂。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对合成的水性环氧固化剂结构进行了表征,研究了合成条件对该水性固化剂成膜性质的影响。红外测试结果显示:环氧基团特征峰消失,环氧基全部参与了反应;涂膜性能测试表明:n(AGE)∶n(E44)∶n(TETA)=4.5∶1.0∶3.0时,醋酸成盐率为10%,所得涂膜外观、耐盐雾性能最佳。     

新型非离子型水性环氧固化剂的合成及性能研究

为提高水性环氧涂料的固化性能和适用期,以自制聚酰胺和生物基戊二胺为起始原料,聚乙二醇二缩水甘油醚（ PEGGE）为亲水链段,双酚 A型环氧树脂（ E-51）为疏水链段,邻甲苯缩水甘油醚（ CGE）为封端剂制备了非离子型低温水性环氧固化剂,并与自制水性环氧乳液复配制得双组分水性环氧涂料。考察了环氧固化剂合成工艺参数及涂膜各项性能。结果表明：该固化剂含有较长的柔性脂肪烃碳链和聚醚链段能够提高涂膜的柔韧性;双酚 A型环氧树脂参与扩链反应能够解决与乳液不兼容等问题;苯环结构增加了涂膜的硬度;涂膜室温固化后性能优异,具有良好的物理机械性能、耐水性、耐酸碱性和耐盐雾性。     

一种可用于拉挤成型的改性苯并恶嗪树脂体系

将PM型苯并恶嗪与环氧树脂F-51按照质量比7∶3共混,加入适量的2-乙基-4-甲基咪唑作为固化剂,首次制备了能够适用于拉挤成型的树脂基体。采用凝胶时间测试,示差扫描量热分析,动态热机械分析(DMA)和力学性能测试研究了该树脂体系的粘度特性、固化行为和使用性能。结果表明,该体系150℃下的凝胶时间5 min,60℃粘度471 mPa.s,树脂浇注体的弯曲强度156.7 MPa,弯曲模量4.9 GPa,玻璃化转变温度180℃。该树脂体系具有凝胶快、粘度低以及较好的力学性能和耐热性等特点,能够满足拉挤成型工艺的要求。