常温固化自乳化型水性环氧固化剂的制备及性能研究

以聚乙二醇、环氧树脂E20、间苯二甲胺（MXDA）为原料、过硫酸钾为催化剂，合成了一种非离子型常温固化自乳化型水性环氧固化剂。系统优化了反应温度、时间、催化剂用量以及原料配比对固化剂性能的影响，利用红外光谱对固化剂进行结构表征，测试了基于该固化剂乳化固化环氧树脂E44所得涂层的性能。结果表明：当过硫酸钾用量占环氧树脂和聚乙二醇总量的0.75%、n（环氧树脂）∶n（聚乙二醇）∶n(MXDA)=1∶1∶4，反应温度为180℃、时间为4 h时，所得涂膜的机械性能、耐腐蚀性能优异。     

环氧水分散体的合成研究

采用聚乙二醇4000和环氧128质量比为1.25∶1,在120℃条件下反应合成非离子反应型环氧乳化剂,然后环氧树脂和双酚A在160℃进行反应扩链,达到一定环氧当量值后加入双端羧基聚乙二醇反应,再加入合成的反应型乳化剂反应,最后利用相反转法制成环氧水分散体。制得的环氧树脂水分散体呈白色牛奶状,具有良好的存储稳定性,可直接和水性固化剂混合使用,无需高速分散。该分散体可应用于制造工业防腐用涂料、地坪涂料、建筑用内外墙涂料等。     

水性环氧固化剂的制备研究

文章采用环氧树脂E-44和聚乙二醇400为原料合成改性环氧树脂,然后与三乙烯四胺反应制备水性环氧固化剂.研究表明：改性环氧树脂与三乙烯四胺质量比为2∶1,反应温度为60℃,反应时间为2h,制备的水性环氧固化剂性能优良.     

非离子型自乳化水性环氧固化剂的合成与性能

常用的环氧-多胺加成物类阳离子水性环氧固化剂因使用挥发性有机酸成盐而给涂膜性能及环境保护带来不利的影响.开发非离子型水性环氧固化剂是其发展趋势之一.目前,文献报道的非离子型水性环氧固化剂的制备工艺一般比较复杂.今采用聚醚多元醇二缩水甘油醚(DGEPG)、三乙烯四胺(TETA)及液体环氧树脂(EPON828)为原料,采用二步扩链法合成一种新的非离子型自乳化水性环氧固化剂.首先通过滴加DGEPG到TETA的丙二醇甲醚(PM)溶液中进行扩链反应,在固化剂分子中引入亲水性的柔性聚醚链段.考察了物料摩尔比(TETA/DGEPG)、反应温度、反应时间对DGEPG环氧转化率的影响.然后滴加EPON828到TETA-DGEPG加成物的PM溶液中进一步扩链反应,在固化剂分子中引入环氧树脂分子链段,以提高固化剂与环氧树脂的相容性.考察了反应温度、反应时间对EPON828环氧转化率的影响.最后减压蒸馏除去大部分的PM溶剂后,在50～60℃温度范围内,滴加蒸馏水到TETA-DGEPG-EPON828加成物中,将其稀释到固含量为50%～55%左右,最终制备出一种新的非离子型自乳化水性环氧固化剂,其制备工艺比较简单.实验结果表明所合成出的新的非离子型水性环氧固化剂具有良好的乳化液体环氧树脂的功能,与液体环氧树脂所形成的双组分室温固化涂膜性能优良,具有良好的柔韧性和耐冲击性,同时改善了普通环氧树脂固化后性能较脆的缺陷.     

水性环氧乳液的研制及性能研究

采用环氧树脂E-44与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应合成了高分子非离子型水性环氧树脂乳化剂,并使用相反转法制备了水性环氧树脂乳液,考查了PEG相对分子质量、乳化剂结构及其用量对环氧树脂乳液的离心、冻融、稀释稳定性及涂膜性能的影响。结果表明:采用聚乙二醇相对分子质量为6 000,n(羟基)∶n(环氧基)=1∶1.25,以叔胺为催化剂,于130～134℃反应合成的乳化剂具有较好的乳化效果;乳化剂用量在12%时,制得的涂膜综合性能最佳。     

双组份水性环氧富锌底漆制备与性能研究

以水性环氧树脂乳液为基料,改性聚酰胺固化剂,锌粉为防锈颜料,氨基偶联剂为助剂,研制了双组份水性环氧富锌防腐底漆。探讨了树脂的选择、固化剂用量、锌粉用量、硅烷偶联剂用量等对水性环氧富锌防腐底漆性能的影响。在最佳配比条件下,环氧当量∶H当量=1.2∶1,锌粉占干膜质量的75%,硅烷偶联剂为富锌涂料质量的1%时,漆膜性能优异,可应用于各种重防腐蚀领域。     

基于 1，3-环己二甲胺水性环氧固化剂的合成与性能

以 1,3-环己二甲胺（ 1,3-BAC）和三乙烯四胺（ TETA）作为基础胺,聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）、环氧树脂（E51）为扩链剂,正丁基缩水甘油醚（BGE）为封端剂,合成 1,3-BAC水性环氧固化剂。探讨了最佳的反应条件,采用红外光谱（ FT-IR）、差示扫描量热仪（ DSC）对水性环氧固化剂进行了分析与表征,并考察了水性环氧固化剂的固化性能。结果表明：合成了 1,3-BAC水性环氧固化剂; DSC表明水性环氧固化剂与环氧树脂 E51固化时,其表观活化能 △E低于 60 kJ/mol,具有室温固化特性。在活泼氢与环氧基物质的量比为 1. 1∶1时,固化 7d后涂膜硬度 2H,附着力 1级,柔韧性 1 mm,室温浸水 240 h漆膜表观完好,耐酸碱性优异。     

重防腐涂料用水性环氧乳液的制备

采用固体双酚A型环氧树脂与高分子量聚醚反应合成水性环氧树脂专用非离子型乳化剂,然后结合相反转技术制备水性环氧乳液。讨论了催化剂三氟化硼乙醚(BF3-乙醚)的用量对环氧树脂CYD011和聚乙二醇PEG6000反应体系环氧值的影响,并利用红外光谱和凝胶渗透色谱对合成乳化剂的结构进行表征,探讨了环氧树脂与PEG6000的摩尔比、乳化剂质量分数、乳化温度及不同分子量的环氧树脂对乳液性能的影响。结果表明,当环氧树脂的环氧当量为450～500,乳化温度为75℃、催化剂用量为0.40%、n(环氧树脂)∶n(PEG6000)=1∶1、乳化剂质量分数为15%时,所制得的水性环氧乳液粒径小于1μm,稳定性高。由此乳液制备的涂料涂膜柔韧性为1mm,冲击强度为50kg·cm,浸泡在质量分数为5%的NaCl溶液中17d完好,耐盐雾480h完好。该乳液可应用于重防腐涂料。     

含硼水性环氧乳化剂的合成及性能研究

以环氧树脂（ E51）、聚乙二醇二缩水甘油醚（ PEGDGE）、单乙醇胺硼酸酯（ BDEOA）为原料合成了含硼水性环氧乳化剂（ BWEPE）,以 E51为乳化油相,采用相反转法制备了含硼水性环氧树脂乳液（ BWERL）,并用其制备了水性环氧涂料。通过探究乳化剂的合成温度、反应时间、用量对乳液性能的影响,确定了乳化剂合成的最佳条件。结果表明：当 BWEPE用量为 30%左右时,可得到粒径小、分布窄、稳定性好的含硼水性环氧乳液（ BWERL）;当 BWERL固含量为 55%时,可在 50 ℃贮存 1周无沉淀产生,常温贮存 2个月无不良现象;当 BWERL与水性胺固化剂（ Banco 901）的环氧基和活泼氢物质的量比为 0. 8∶1时,制得的涂膜铅笔硬度为 4H,耐冲击性为 50 cm,附着力达到 1级,且具有优良的防腐性能。     

自沉积涂料用环氧丙烯酸酯共聚乳胶的合成

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)及环氧EPON 828等为主要原料,采用乳液共聚法合成了可用于自沉积涂料的环氧丙烯酸酯共聚乳胶。采用红外光谱仪、核磁共振仪、示差热分析仪、扫描电镜研究了其结构和性能。结果表明:丙烯酸酯单体与环氧树脂发生了良好的共聚反应。当乳化剂中十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚和乙烯基磺酸钠的质量比为2∶1∶2,功能单体MAA、乳化剂和环氧EPON 828的用量分别为总单体质量的3%,3.8%和30%时,聚合过程稳定性和乳液储存稳定性最好,聚合物胶乳的性能最佳。     

Preparation of aqueous dispersion of epoxy curing agent with specially synthesized phase inversion emulsifier

Generally, the curing agents for aqueous ambient-temperature-cured epoxy resin systems are epoxy-polyamine adduct, which are rendered water-soluble by salting with organic acids, while these acids have adverse influence on film property. It is a trend to develop aqueous dispersion of epoxy curing agent free of organic acids. The conventional surfactants are not suited to act as phase inversion emulsifiers to prepare aqueous dispersion of epoxy-polyamine adduct. So a special phase inversion emulsifier TETADGEPG-EPON834 was synthesized in two steps. Firstly, diglycidyl ether of polyglycol （DGEPG） was used as the chain extender to react with triethylenete tramine （TETA） in propylene glycol methyl ether （PM） at 70℃ for about 4 h. Secondly, epoxy resin （EPON834） was used as the chain extender to react with the adduct of TETA-DGEPG in PM at 65℃ for about 3 h. Then the special phase inversion emulsifier was used to prepare aqueous dispersion of EPON828-TETA adduct terminated by E10. In circumstances of low emulsifier concentration （5%）, phase inversion was not completed at phase inversion point （PIP） （0.35）. While the phase inversion has completely finished at PIP （0.45） in the circumstances of high emulsifier concentration （10%）. A stable aqueous dispersion of EPON828-TETA adduct terminated by E10 was prepared in circumstances of high emulsifier concentration （10%）.     

CARDURAE-10改性水性环氧固化剂及其室温固化机理

用具有多支链柔韧性链段的C12～14叔碳酸缩水甘油酯(CARDURAE-10)对环氧-胺加成物EPON828-TETA进行封端改性。CARDURAE-10改性后的水性环氧固化剂与液体环氧树脂在室温下固化所形成的涂膜性能良好。采用傅立叶转换红外光谱法(FT-IR)对其室温固化过程和机理进行了研究。     

有机硅改性水性环氧树脂的合成研究

将甲基丙烯酸,苯乙烯,丙烯酸丁酯接枝到环氧树脂上,再用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）对上述接枝型水性环氧树脂进行开环扩链,合成了有机硅改性的水性环氧树脂。采用了IR、TGA和SEM等方法对产物进行了表征和分析,并考察了KH-550用量对乳液及涂膜性能的影响。实验表明：有机硅改性水性环氧树脂的粒径约50nm,在水中有良好的分散性和稳定性,同时其固化物具有良好的物理性能。     

潜伏型环氧固化剂甲基异丁基酮二亚胺的合成及工艺优化

间苯二甲胺（MXDA）与甲基异丁基酮（MIBK）合成的甲基异丁基酮二亚胺（MIBKDI）,是单组分环氧胶常用的潜伏型固化剂。反应残余的MXDA,可直接与环氧树脂发生交联,显著降低储存稳定性。工业生产通过超高酮胺比使MXDA充分转化,但MIBK损失大、回收能耗高。本研究首先采用正交实验对反应温度、时间和酮胺比进行权重分析和因素效应分析,然后通过单因素实验系统研究反应时间、酮胺比对MXDA转化率的影响。结果表明,酮胺摩尔比超过5∶1（反应温度170℃、时间4 h）制备的固化剂,储存稳定性满足市场需求。在典型条件下,环氧树脂完全固化后剪切强度12.9 MPa,拉伸强度19.2 MPa,达到国家标准GB/T 2567—2008要求。与工业方案相比,酮胺比优化为5∶1以后,能耗大大降低,同时MIBK消耗有效节约,总成本得到客观降低。     

铜粉添加型导电胶的研制

以环氧树脂E-51为导电胶基体树脂、二乙烯三胺为固化剂,采用硅烷偶联剂(KH-550)对铜粉进行改性处理,并以此作为导电填料,制备了热固化各向同性导电胶。通过正交实验探讨了固化剂、硅烷偶联剂、还原剂、稀释剂和导电填料等因素对导电胶固化性能、粘接性能和导电性能的影响,并对导电胶的制备参数进行优化,得到了制备导电胶的最佳方案。实验结果表明,所制备的热固化各向同性导电胶具有制备工艺简单、粘接强度高(剪切强度≥20 MPa)和导电性能好(体积电阻率为1.50×10-3Ω·cm)等特点;经室温1000h老化实验后,导电胶的体积电阻率和剪切强度变化率<20%。     

偶联剂对木材／岩棉纤维复合MDF性能的影响

为了提高木材／岩棉纤维复合MDF的性能,通过将KH-550硅氧烷偶联剂喷施岩棉纤维表面以及将KH-550硅氧烷偶联剂直接与脲醛树脂胶黏剂混合,采用不同摩尔比的脲醛树脂制造木材／岩棉纤维复合MDF。研究了偶联剂用量、脲醛树脂摩尔比等对木材／岩棉纤维复合MDF静曲强度、内结合强度、甲醛释放量、氧指数等的影响。实验结果表明,1）KH-550硅氧烷偶联剂可以有效提高木材／岩棉纤维复合MDF的静曲强度与内结合强度,当添加量为岩棉质量的0．5％时,两者分别可以提高12％与20％以上;2）KH-550硅氧烷偶联剂可以有效降低木材／岩棉纤维复合MDF的甲醛释放量,当添加量为岩棉质量的1．0％时,甲醛释放量可以降低50％以上;3）KH-550硅氧烷偶联剂对提高木材／岩棉纤维复合MDF的阻燃性没有明显贡献。     

新型非离子型水性环氧固化剂的制备

以苯酚、甲醛、二乙烯三胺为原料制备曼尼希胺(Man - A1),然后以聚乙二醇与液体环氧树脂的反应物(P)为改性剂对Man - A1进行改性,再用苯基缩水甘油醚封端,制得具有自乳性的改性曼尼希胺(Man - A2),最后采用相反转法制得了非离子型水性环氧固化剂.讨论了聚乙二醇相对分子质量、聚乙二醇与环氧树脂物质的量之比以及端羟基环氧聚合物P的含量对乳液的稳定性和粒径的影响.结果表明:以聚乙二醇4 000为原料制备端羟基环氧聚合物P,当聚乙二醇4 000与环氧树脂物质的量之比为3:4,P的添加量为20％时,所得的水性环氧固化剂体系的稳定性最佳,在3 000 r/min的离心机中20 min不分层,平均粒径最小,为0.43 μm,固含量约为50％,胺值为160 mgKOH/g.室温固化后,涂膜硬度4H,耐冲击性50 cm,柔韧性1mm,附着力0～1级,适用期5～6h,耐水性优异.     

石墨烯改性对环氧树脂/碳纤维复丝拉伸性能的影响

采用直接分散法和上浆剂法分别制备了环氧树脂/碳纤维复丝,通过红外光谱、分光光度法等分析方法对处理的石墨烯的表面官能团及表面形貌进行表征,借助扫描电子显微镜对碳纤维表面进行微观形貌观察,研究了石墨烯改性对环氧树脂/碳纤维复丝界面性能的影响。结果表明:石墨烯表面成功地接枝了硅烷偶联剂KH-560;接枝硅烷偶联剂KH-560的石墨烯的环氧树脂/碳纤维复丝的拉伸性能优于未经改性的石墨烯的复丝;上浆法制得的环氧树脂/碳纤维复丝的拉伸性能优于分散法制得的复丝的拉伸性能;上浆剂法制备的石墨烯改性的环氧树脂/碳纤维复丝的断裂强力比未经过改性的未上浆的复丝的提高了48.6%,拉伸强度提高了30.4%,断裂伸长率提高了90.9%。     

双氨基硅烷偶联剂在无碱玻璃纤维布后处理中的应用研究

将双氨基硅烷偶联剂KH-843尝试使用到无碱玻璃纤维布后处理中进行试验,与常见单氨基硅烷偶联剂KH-550和环氧基硅烷偶联剂KH-560对比,对比它们配制成水解溶液的表面张力,对比使用它们处理后的玻璃纤维布的浸透性;将双氨基硅烷偶联剂处理的玻璃纤维布浸胶制成半固化胶片后,压制成层压板,测试主要的电学性能和力学性能指标,表明双氨基硅烷偶联剂应用于玻璃纤维布的后处理,可以有效提高玻璃纤维布的浸透性,能够满足复合材料行业的需求。     

蓖麻油/硅烷双重改性水性聚氨酯黏合剂

以聚醚二元醇(N220和N240)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CO)和有机硅烷(KH-550)为交联剂,合成了CO/KH-550双重改性WPU(水性聚氨酯)黏合剂。探讨了m(N220)∶m(N240)比例、CO和KH-550用量对WPU黏合剂及其涂料印花织物性能的影响。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=1.4、w(CO)=5%、m(N220)∶m(N240)=2∶1和w(KH-550)=4%时,CO/KH-550双重改性WPU黏合剂的耐水性较好,其涂料印花织物的摩擦牢度及皂洗牢度均明显高于未改性WPU,并且织物手感较柔软。