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非离子型环氧固化剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-6-14 10:50:58 |
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。开发非离子型环氧固化剂是其发展趋势之一。
目前，文献报道的非离子型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自乳化非离子型环氧固化剂。
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。
溶剂型环氧涂料因含有大量有机溶剂而给生态环境带来危害，环氧涂料的水性化是其发展的主要趋势之一。固化剂是影响双组分环氧涂料性能的关键因素之一，常用的室温固化水性环氧固化剂大多为脂肪族多胺的改性产物。
在环氧树脂-多胺加成物类水性环氧固化剂的制备过程中，由于脂肪族胺与环氧树脂加成后亲水性下降,为保证固化剂在水中分散性好，常用有机酸(如乙酸)中和成盐，即成阳离子型水性环氧固化剂，以保持乳液的稳定。
而有机酸的存在，会导致涂膜性能下降,用在金属上易产生闪锈，有机酸还会对环境造成污染；另外，阳离子型水性环氧固化剂对pH值比较敏感，当与碱性颜、填料一起使用时，易出现失稳现象。
二乙基甲苯二胺(DETDA)是随着聚氨酯的发展,于80年代初工业化并大量使用的一种位阻芳香二胺扩链剂,为低粘度、无毒、无味的液体。用于聚氨酯中,可提高制品强度和耐水解性,使制品生产率大大提高,并使大尺寸、结构复杂的聚氨酯制品工业化成为可能。detda与异氰酸醋较快的反应速度还特别适用于无溶剂、快固型涂料。此外,还可作为环氧、醇酸树脂固化剂,橡胶油类抗氧剂、染料、农药中间体,是一种很有前途的化工新产品。
因此，开发非离子型水性环氧固化剂具有广泛的发展前景。目前，国内还未见有关非离子型水性环氧固化剂合成的文献报道；国外，虽有少量专利文献报道，但其制备工艺一般比较复杂。
另一方面，一般环氧树脂固化后性能较脆，添加橡胶弹性体或热塑性树脂以改变其脆性会给成型加工带来麻烦与不便，而使用含有柔性链段的韧性固化剂能改善环氧树脂固化后性能较脆的缺陷。
本文拟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，其制备工艺比较简单。先采用聚醚多元醇二缩水甘油醚对三乙烯四胺进行扩链反应，生成TETA-DGEPG加成物，在固化剂分子中引入亲水性的柔性聚醚链段。
然后用EPON828对TETA-DGEPG加成物进行扩链反应，在固化剂分子中引入环氧树脂分子链段，以提高固化剂与液体环氧树脂的相容性，使环氧固化剂具有自乳化液体环氧树脂的功能。
最后，减压蒸馏去除溶剂，加水稀释到固含量为50%～55%左右，制备出新的非离子型自乳化水性环氧固化剂。
实验原料。三乙烯四胺(TETA)： 化学纯。丙二醇甲醚(PM): 纯度99%。液体环氧树脂(EPON828)。 聚醚多元醇二缩水甘油醚(DGEPG)。
分析测定仪器。环氧基转化率测定，采用化学分析溴化氢-冰乙酸法。傅里叶红外光谱仪(Perkin-Elmer Spectrum-2000, KBr压片)测定产物的结构。Brookfield粘度测定仪：Brookfield Engineering Labs Inc., USA。 纳米粒度分析仪：Zetasizer Nano S粒度分析仪。柔韧性测定仪：QTX-1型漆膜弹性测定器。冲击试验器：QCJ型漆膜冲击器。
文章版权：张家港雅瑞化工有限公司
二乙基甲苯二胺(DETDA) http://www.yaruichemical.com
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