水性环氧树脂涂料.ppt
《水性环氧树脂涂料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水性环氧树脂涂料.ppt(71页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第二讲,水性环氧树脂涂料,涂料工业的发展方向,向低VOC、高效、节能、生态方向发展环境友好型涂料粉末涂料辐射固化涂料(UV/EB系统)水性涂料高固体份涂料无溶剂型涂料。,水性涂料的特点,以水为溶剂,节省能源,无火灾危险,易实现自动化水热容量及蒸发潜热高580cal/g=40.63kj/mol,增加烘干,常温干时间,而有机溶剂可以调节挥发速度耐蚀性较相应溶剂型低涂膜的耐水性 对水敏感的材料受限制水的表面张力比有机溶剂要高,常需采用醇醚类溶剂以降低表面张力。乳胶漆常使用表面活性剂或保护胶来降低表面张力,涂膜干燥后有表面活性剂的游离问题室温干燥型水性涂料,温度和湿度影响水性涂料施工,水性环氧树脂涂料
2、的分类,按成膜方式分类,室温固化型、烘烤型和室温非交联干燥型室温固化型-采用胺或羧酸类固化剂和环氧基团反应烘烤固化型-环氧树脂成盐改性或乳化等方式使其存在于水中。1,固化剂DICY(双氰胺)、酚醛树脂通过活性氢和环氧基团反应2,固化剂尿醛树脂、水溶性氨基树脂或其它树脂等通过固化剂和环氧树脂主体上的仲醇或侧链部位上的羧基、羟基等官能团反应,通常需要酸进行催化反应。,按包装形式分类,单组份型和双组份型两大类,少部分为三组份型室温固化的水性环氧-胺、环氧-羧酸体系均为双组份型。水溶性环氧树脂一般为双组份型,其固化剂常采用HMMM(蜜胺树脂)。单组份型(很少)环氧改性丙烯酸乳液(自交联和非交联型)环氧
3、-酚醛乳液 环氧-DICY乳液 环氧树脂为母体,丙烯酸类单体接枝共聚物或封闭型异氰酸酯自交联阴极电泳漆。,按使用场合分类,电泳涂料:环氧树脂胺中和或扩链后胺改性两种方法使之阳离子化,用封闭性异氰酸酯固化 内外墙乳胶涂料:用不饱和单体聚合成的“壳”,将环氧树脂(包括双酚A型、双酚F型、EPN还有脂环族多环氧化合物)以核壳的形式包裹起来,使环氧树脂或固化物能以稳定的乳液状分散在水中,这类涂料更多称为环氧改性丙烯酸乳胶漆食品罐头内壁防腐涂料:反应型乳化剂乳化环氧/酚醛树脂,或通过丙烯酸(酯)单体接枝共聚、成盐等方式。,室温固化水性环氧涂料的发展历史,第一代室温固化水性环氧树脂涂料 Casmide 3
4、60 液体环氧树脂和经过成盐的水溶性胺类固化剂混合,使得液体树脂以乳液形式水性化。不适用金属物件上,其耐腐蚀能力较差,可配成零VOC型,液体树脂有良好的施工性,流变性和无须助溶剂就能达到良好的聚结。液体树脂必须依靠化学交联增加粘度,故液体树脂体系干燥慢、需要6hr以上才能达到表干。3 它的适用期都比较短:液体环氧树脂(EEW=190)富含有环氧树脂,高浓度的环氧官能团,导致反应速度特别快。固化剂覆盖在环氧颗粒上,立即和树脂颗粒边缘的环氧树脂进行反应,而II型体系的固化剂和环氧乳液即使混合后,两相基本独立的。早期的固化剂由脂肪胺改性而得,而脂肪胺的反应活性较大。,第一代水性环氧树脂,涂料用树脂稀
5、释过液体环氧树脂,液体环氧树脂EPON828,常和含有环氧官能团的活性稀释剂(如HELOXY Modifier8等)混合作为树脂组分自乳化液体树脂,被乳化的液体树脂。常用的固化剂:Epi-Cure8535-W-50、Epi-Cure8535-WY-60、(shell产品)、Casmide360和Casmide362等(Air-Products),第一代水性环氧涂料特点,乳液稳定、均匀低固含量时粘度较高(稀释峰值问题)施工期限较短施工期限内粘度逐渐上升胶凝开始后不会发生相分离施工期限内得到的涂膜平整、硬度高、高光通常不能用于金属基体慢干,长期耐湿和耐腐蚀性较差。,第二代室温固化水性环氧涂料,固体
6、环氧树脂水分散体和改性胺加成物组成 长适用期(6-8hr),较短的干燥时间(4-6hr),良好的耐腐蚀性 由于其分子量较高。因此可配成,快干型,长适用期型相对疏水性的胺固化剂,常需要加入一定量的溶剂去帮助乳液的聚结,第三代室温固化水性环氧树脂涂料,基于中高分子量、多官能团环氧树脂水分散体和改性胺加成物固化剂 通过多官能团的环氧树脂和多官能团的固化剂来提高交联密度。树脂是高分子量型,干燥速度快于第二代和第一代。能配成低VOC型,耐蚀性可与溶剂型体系相媲美。金属基体用涂料,底漆和磁漆的VOC均只有144300g/l。长期的耐腐蚀性,耐溶剂性,耐磨擦、柔韧性和对各种不同的基材良好的附着力。常可用于水
7、泥腻子和通用底材用面漆、底漆、中涂和工业维护用以及汽车修补漆的底漆和水线以上海洋用漆。,室温固化水性环氧涂料分类,固含量对粘度的影响,乳液参数对涂膜性能和乳液稳定的影响,乳液粒径大小对涂膜性能的影响温度对乳液稳定性的影响固含量对乳液的稳定性的影响水的降解作用对储存的影响,环氧树脂的乳化机理,乳化过程是指把一种液体分散在另一种互不相溶液体中,形成正相(水包油),反相(油包水)或多相乳液的过程。需要外加机械能以形成液/液界面。借助热力学理论可估算出所需的最小机械能。只有外加机械能与界面自由能G相等才能达到相平衡。即G=.Ssp 式中为界面张力(自由能);Ssp界面的比表面能。,实际的乳化过程非平衡
8、条件下进行,要求外加机械能过量。混合机、胶体磨等可用于提供乳化液体用的机械能乳化过程的速率(V)可用粒度(D)随时间的变化关系或特定界面(Ssp)随时间的变化关系来表达:Vd=-dD/dt或 Vs=d Ssp/dt,图 乳化剂的三步乳化过程示意图,环氧树脂乳化技术,普通型乳化剂:聚乙烯醇、聚酰胺-多胺-环氧化合物的加成物,聚氧乙烯醚-环氧化合物的加成物等作为乳化剂 反应性乳化剂:环氧基团的乳化剂。能够和固化剂反应参与交联成膜,可以防止水冲刷时表面活性剂的游离而影响涂膜外观,反应性乳化剂的合成,双酚A环氧树脂和聚醚多元醇反应 设计路线:一定分子的聚乙二醇和环氧树脂在路易斯的催化下,发生开环/加成
9、反应生成端羟基或端环氧基型反应乳化剂。环氧树脂E51、E40、E20均可,非离子表面活性剂为聚乙二醇或聚氧乙烯一聚氧丙烯嵌段二元醇原料:催化剂,三苯基膦、BF3络合物、四氟化硼酸溶液和SnCl4等。,环氧基团/聚乙二醇羟基的摩尔比,/OH摩尔比为1:1-生成一端羟基,而另一端为环氧基/OH摩尔比为1:2-两端皆为羟基,亲水性太强,亲油性太弱/OH摩尔比为2:1-乳化剂两端皆为环氧基,亲油性太强而亲水性过弱,反应性乳化剂的稳定性,两端为环氧基团(E型)的乳化效果和稳定性要优于端羟基(H型)的乳化剂普通液体环氧树脂的环氧官能团浓度较高,可采用将环氧树脂扩链进行柔性化处理和加入适量的活性稀释剂,可提
10、高聚结性和降低环氧官能团浓度。,自乳化液体环氧树脂,定义:利用乳化性非常好的乳化剂和液体环氧树脂(双酚A和双酚F型)进行共混后,呈液体状态。施工时,加入适量的水,采用人工搅拌方式,就能将其乳化与固化剂乳化型水性环氧体系的区别,自乳化固体环氧树脂水分散体(高性能水性环氧涂料),引入亲水性基团的方法。通过和聚乙二醇缩水甘油醚的反应;通过端羧基聚乙二醇的反应;通过聚氧烯多胺或单胺反应;通过聚乙二醇或聚氧乙烯单醚的反应 反应机理:通过环氧基团和羟基的醚化反应、环氧基团和羧基的酯化反应、环氧和胺的加成反应、胺和羧酸的酰胺化反应、异氰酸脂和羟基的氨酯化反应等方式,水性环氧树脂涂料的固化剂,水性环氧涂料用固
11、化剂,水溶性、水分散体型和胺基或羧基官能团丙烯酸树脂分散体酰胺基胺类、聚酰胺类、聚酰胺加成物 脂肪多胺类2,2,4-三甲基-1,6-己二胺(TMD)、间苯二甲胺(MXDA)、芳香胺:亚甲基二苯胺(MDA)、间苯二胺(mPD)杂环胺:螺乙缩醛二胺类,如:N-(氨乙基)对二氮己环叔胺类:二甲基氨甲基酚、三(二甲基氨甲基)酚,水性环氧树脂固化剂,脂肪胺类的改性:反应活性大,与树脂混溶性差,极短的适应期(环氧树脂相似,降低游离胺的含量 脂环胺和芳香胺的活性远远低于脂肪胺,较长的适用期,与水不溶叔胺类,可用于低温下促进固化,提高固化速度,1)酰胺-胺类,即由C18脂肪酸和多烯多胺的缩聚产物,如TETA和
12、脂肪酸反应。,由C36二聚酸、多烯多胺和多胺反应,脂肪胺的改性方法,脂肪胺的改性方法-胺加成物,单环氧加成物(环氧乙烷、环氧丙烷、脂肪醇单缩水甘油醚、芳香醇单缩水甘油醚、或叔碳酸缩水甘油醚)等,以丁基缩水甘油醚和DETA反应为例。,脂肪胺的改性方法-胺加成物,丙烯腈加成物,用醛类进行封端如甲醛、丁醛、苯甲醛,用环氧树脂-胺加成物,脂肪胺的改性方法,苯酚甲醛-胺缩合物-Mannich碱,酮亚胺,脂肪胺固化剂的改性方法总结,树脂和固化剂的相容性降低胺的活性通过真空蒸馏,除去游离胺 采用有机酸,如乙酸中和胺,延长适用期,改善封端后疏水性升高的缺点,脂环胺和芳香族胺固化剂,固化剂特点疏水性强 与环氧树
13、脂相溶性好 反应活性低 高的涂料体系 疏水性 导致水分散性差芳香胺为间苯二甲胺 脂环胺为二(氨基环己基)甲烷(PACM)(多聚脂环胺)多聚苯基多胺,2,4-(二对-氧基苯基)苯胺,改性方法将改性脂肪胺或改性芳香胺或脂环同醋酸中和成盐将非离子表面活性剂,含聚氧烯醇及其衍生物,与之反应,使固化剂部分或全部亲水降低玻璃化温度,常通过引入聚氧烯柔性链段,和脂肪酸生成酰胺而达到柔韧性,型环氧树脂涂料用固化剂,路线1:环氧和多烯多胺生成端胺基环氧-胺加成物,再用单环氧化合物封端,同时用乙酸其去中和调节HLB值和降低活性,延长适用期。,环氧-胺加成物的合成N2保护 甲苯 415份 双酚A环氧树脂(EEW=7
14、82)966份2。加热回流,直至环氧树脂溶解,降温至533.加入DETA636份,控温50-55,同时,再升温至100,再反应1hr4.抽出未反应的游离胺和溶剂(用过热水蒸气加热,真空度为28.5inch水银柱),停止加热,在软化状态下加入741份乙二醇乙醚,冷却5.再用284.5份直链脂肪醇单缩水甘油醚混合物封端6.将上述产物加水和乙酸,在50下中和1hr,再升温至100,再反应约1小时,反应停止。,(1)低分子液体环氧树脂(双酚A、双酚F型环氧树脂混合物);(2)固化低分子量环氧树脂乳液;(3)固化低分子量环氧树脂和活性稀释剂混合物。,型环氧树脂涂料用固化剂,路线2:将环氧树脂和聚乙二醇合



- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水性 环氧树脂 涂料

链接地址:https://www.31ppt.com/p-6303693.html