環(huán)氧樹脂涂料

環(huán)氧樹脂涂料一、 概述1、 環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的有機高分子化合物，除個別外，它們的相對分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團為其特征，環(huán)氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。環(huán)氧樹脂可分為：1） 縮水甘油型環(huán)氧樹脂：縮水甘油醚類、縮水甘油脂類、氨基環(huán)氧樹脂2） 環(huán)氧化烯烴：環(huán)氧化直鏈脂肪族烯烴、置換組合環(huán)氧化合物、混合型3） 元素改性環(huán)氧樹脂：有機鈦環(huán)氧樹脂、有機硅環(huán)氧樹脂2、 環(huán)氧粉末涂料環(huán)氧粉末涂料以雙酚A型環(huán)氧樹脂、線性酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂和脂肪族環(huán)氧樹脂等為主體，在一定的溫度下混煉，冷卻后粉碎而形成。它無污染，熔融黏度低，涂膜堅固，流平性好，不需要底漆涂膜，力學(xué)性能好，有優(yōu)異的反應(yīng)活性和貯藏穩(wěn)定性、耐腐蝕性，耐化學(xué)藥品性，涂料的配色好，固化劑選擇范圍寬、應(yīng)用范圍廣。目前環(huán)氧粉末涂料研究的熱點主要有用于熱敏基材的涂料以及防腐涂料。3、 環(huán)氧水性涂料除了粉末涂料外，為降低VOC，環(huán)氧樹脂涂料產(chǎn)品的水性化也是環(huán)保型涂料的發(fā)展方向之一。但由于為數(shù)較多的芳香族環(huán)氧樹脂耐光性能較差，故水性環(huán)氧涂料多用作底漆、防腐漆等。目前，國內(nèi)已經(jīng)有水性環(huán)氧樹脂涂料的工業(yè)生產(chǎn)，包括水性環(huán)氧地坪涂料、水性環(huán)氧防腐涂料及木地板涂料等。二、 環(huán)氧樹脂涂料的生產(chǎn)工藝（以雙酚A型環(huán)氧樹脂為例）1、 原料：雙酚入、環(huán)氧氯丙烷、涂料助劑、固化劑等2、 環(huán)氧樹脂合成由于環(huán)氧氯丙烷具有兩種活性基團，反應(yīng)過程復(fù)雜。從全過程看，主要反應(yīng)是不斷地開環(huán)與閉環(huán)的過程。1羥+2環(huán)氧氯丙烷一一雙開環(huán)在堿作用下，雙閉環(huán)2羥+雙閉環(huán)的長鏈 雙開環(huán)（雙羥基）雙羥長鏈+2環(huán)氧氯丙烷 再雙閉環(huán)反復(fù)地開環(huán)、閉環(huán)，結(jié)果形成線型環(huán)氧樹脂。通常采用過量的環(huán)氧氯丙烷，端基都存在環(huán)氧基團3、 性能指標(biāo)環(huán)氧值：100克樹脂中環(huán)氧基團的克當(dāng)量（摩爾數(shù)）環(huán)氧當(dāng)量：1個克當(dāng)量（摩爾）環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的重量環(huán)氧百分含量；100克樹脂中含有環(huán)氧基團的克數(shù)有如下關(guān)系：環(huán)氧值=1大100/環(huán)氧當(dāng)量=環(huán)氧百分含量/43=2大100/平均分子量4、 涂料制備配料一破碎、烘干、脫水一過磅準(zhǔn)確計量入釜,封嚴(yán)，送電加熱，反應(yīng)、脫水、回流、攪拌30~40分鐘一停電、出釜于高速分散機中，加入烘干經(jīng)計量的顏填劑，強力攪拌30~40分鐘一研磨使其細度達到標(biāo)準(zhǔn)一放入分散機中，攪拌、調(diào)漆、測粘度（涂-4粘度計）粘度達到標(biāo)準(zhǔn)一出漆分裝過秤一測固含量，附著力，柔韌性等物理機械性能，各項指標(biāo)合格后包裝入庫。三、環(huán)氧粉末涂料的應(yīng)用1、用于熱敏基材的涂料由于粉末樹脂的固化溫度較高（180?220°C），固化時間長（10?30min），使其僅能應(yīng)用于金屬等耐熱基材，而且相對能耗大、費時；且由于其熔融流平和固化開始階段有一定重疊，控制不好，涂層就會出現(xiàn)平整度上的缺陷，如縮孔、桔皮等問題。為此人們重點開發(fā)了UV固化粉末涂料及低溫固化粉末涂料用于熱敏基材。（1）UV固化環(huán)氧粉末涂料UV固化粉末涂料是將常規(guī)涂料和UV固化技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù)。如前所述，常規(guī)粉末涂料通常不能用于薄膜基材和熱敏基材，雖然目前已有低于150C固化的常規(guī)粉末涂料投放市場，但仍存在儲存穩(wěn)定性差、流平性不好，對熱敏基材而言固化溫度仍過高等問題。液體UV固化涂料應(yīng)用于熱敏基材的涂敷，其特點是固化速度快、固化空間小、能耗低；但液態(tài)的UV固化涂料所用原材料的分子質(zhì)量低，存在著對皮膚和眼睛的刺激性危害和固化膜收縮率高等缺點。UV固化粉末涂料是無溶劑的環(huán)保涂料，無刺激性危害，一次涂裝并可用于熱敏基材，低溫流動性好，固化速度快，固化空間小，熔融流動性和固化步驟分離，使得UV固化粉末涂料在固化前達到最佳流平狀態(tài)，保證涂膜質(zhì)量。另外，粉體熱穩(wěn)定性好，用常規(guī)擠出設(shè)備不會發(fā)生熱交聯(lián)。目前，UV固化粉末涂料應(yīng)用于木材的涂裝，如中密度纖維板(MDF)、鋁鎂合金、塑料、汽車蒸發(fā)器、厚質(zhì)工件、預(yù)制件以及卷材的涂裝。(2)低溫固化環(huán)氧粉末涂料一般地講，粉末涂料的熔融溫度為90?130°C，固化溫度為130?180°C，但越來越多的應(yīng)用需要低溫固化，所以低溫固化粉末涂料的研究與開發(fā)也成為一種趨勢，目前某些環(huán)氧樹脂粉末涂料的固化溫度已降至140C，有的甚至已降到120C，同時固化時間也縮短至20min，從而大大節(jié)約了能量。一般固化溫度每降低10C，涂裝過程即可節(jié)省10%的能量。2、 粉末防腐涂料粉末涂料廣泛應(yīng)用于鋼材結(jié)構(gòu)的防腐，頗受歐洲人的青睞，其主要由環(huán)氧(EP)底層涂料和風(fēng)化穩(wěn)定的頂層涂料(主要是聚酯(SP)或EP/SP混合粉末)組成。AndreasSchutz等］研究使用填充鋅的環(huán)氧粉末涂料作為底層涂料，為鋼材表面提供陰極防蝕性能。Kurosawa等將鋅粉和環(huán)氧樹脂混合物捏合、固化粉碎成平均直徑30?35mm的粉末，將其沉積于280C的鋼板上，并于200C烘烤，所得涂膜加熱至255C以上而不黑化，并具有良好的耐鹽水溶液性和耐候性。熔融粘合環(huán)氧粉末(FBEP)涂料廣泛應(yīng)用于流動輸送的一些管件，如管道、泥漿泵等。3、 新型環(huán)氧樹脂粉末涂料Asano等研制了具有良好附著性的組合物，其中含有芳香族環(huán)氧樹脂、固化劑及具有核殼結(jié)構(gòu)的交聯(lián)橡膠，將其涂敷于PET膜上，得到了印刷電路板用耐熱、耐沖擊且絕緣的環(huán)氧組合物。宋林勇等利用有機硅樹脂對環(huán)氧樹脂共混改性，并對涂料中所使用的無機顏填料進行選擇，顯著提高了粉末涂料的耐熱性能，使得涂層能夠在250C以上的環(huán)境中長期使用。在涂料的耐候性方面選用新一代的脂環(huán)系環(huán)氧樹脂，可生產(chǎn)耐候的高光澤的著色涂料或透明涂料，如粉末清漆體系(在室溫下貯存是穩(wěn)定的固體)，涂料也可含0.01?2%的氟，氟基團的存在可以改變耐候性。四、環(huán)氧水性涂料的應(yīng)用1、灌用涂料施雪珍等合成了非離子表面活性劑和具有陰離子表面活性劑功能的改性環(huán)氧樹脂，采用溫度轉(zhuǎn)相法制備了水性環(huán)氧乳液，主要用于食品罐內(nèi)壁涂料。Matsuki等在叔胺存在下，通過共聚物和胺改性環(huán)氧樹脂的季鹽化反應(yīng)而得到樹脂組分，適用于涂布聽罐的外表面，此涂料具有良好的平滑度和光澤度、優(yōu)異的粘結(jié)性、膜硬度、抗發(fā)黃以及易于制備等優(yōu)點，并且不含有機溶劑。2、水性防腐涂料水性涂料最早在建筑領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，以后才推廣應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料，水性環(huán)氧涂料是目前用于工業(yè)重防腐領(lǐng)域最為成功的涂料品種之一。韓峰等利用化學(xué)接枝法將環(huán)氧樹脂接枝于丙烯酸及其酯的共聚物上，形成具有一定交聯(lián)度、能分散于水中的自乳化樹脂，其涂膜具有優(yōu)良的耐堿性與耐鹽霧性。楊瑞影等采用對氨基苯甲酸對環(huán)氧樹脂部分環(huán)氧鍵進行開環(huán)引羧，再加安全型皂化劑和活性分散劑皂化分散處理制備水性環(huán)氧樹脂乳液，研制出雙組分、室溫固化、環(huán)保和防腐性能優(yōu)異的犧牲型水性環(huán)氧防腐涂料°Elmore.JimD等開發(fā)的雙組分水性涂料技術(shù)將可室溫固化的胺固化劑用于金屬防護涂料，以非離子分散涂料代替了離子分散涂料，環(huán)氧/胺樹脂能快速聚結(jié)、相互溶解，使用穩(wěn)