如何通过改性制备水性环氧树脂

2007/8/10 15:04:24

制备水性环氧树脂的重要方法是：对环氧树脂改性使它具有水溶性或水可分散性，哪么如何通过改性制备水性环氧树脂？水性化改性的方法一是把环氧树脂改性为含富酸基团的树脂再用碱中和成盐使之水性化，二是把环氧树脂改性为含富碱基团的树脂再用酸中和成盐，使之水性化。水性化改性就是在环氧树脂的大分子上引入各种强亲水基团使之具有水溶性或自乳化功能，常用的强亲水性改性剂有羟基、羧基、氨基、酰胺基和醚基化合物。水性化改性的方法主要有2类：一类是把环氧树脂改性为含富酸基团的树脂(环氧酯)，再用碱中和成盐使之水性化；另一类是把环氧树脂改性为含富碱基团的树脂，再用酸中和成盐使之水性化，所以又称为成盐法。目前业界多用第一类方法，它是用不饱和酸或酐(常用的有不饱和脂肪酸、丙烯酸类单体和聚合物、顺丁烯二酸酐等)或异氰酸酯、磷酸等将环氧树脂酯化成环氧酯，还可以进一步用不饱和二元酸(酐)与环氧酯上的双键加成，引进羧基最后用碱(如氨水等)中和成盐。改性后的环氧树脂可以与水形成水溶液，也可以作为乳化剂组分与未改性环氧树脂制成水乳液，水性化改性环氧树脂中可以保留或不保留环氧基，其固化可以靠环氧基与固化剂交联固化，也可以靠引进的双键、羟基、羧基等官能团与相应的引发剂或固化剂交联固化，还可以不加固化剂自行成膜。目前生产的水性化改性环氧树脂品种较多，主要有以下几种：一是环氧脂肪酸酯型，由不饱和脂肪酸与环氧树脂进行酯化反应生成环氧酯，加入不饱和二元酸(酐)及引发剂进行加成反应在大分子上引入羧基，再用碱(醇胺或氨水)中和成盐，常用的环氧树脂是E-20及E-12、E-35等，常用的不饱和脂肪酸是亚麻油酸还有豆油酸、脱水蓖麻油酸等，常用的不饱和二元酸(酐)为顺丁烯二酸酐还有反丁烯二酸、甲叉丁烯二酸等；二是环氧丙烯酸酯型，环氧树脂与丙烯酸类单体或丙烯酸类聚合物接枝共聚，生成含富酸基团的环氧丙烯酸树脂用氨水中和成盐；三是环氧异氰酸酯型，环氧树脂与异氰酸酯预聚物反应制得含有羟基、羧基和氨基的环氧异氰酸酯树脂，以封闭端基的多异氰酸酯为固化剂，这种胺-酸盐聚合物可用作阴极电泳涂料；四是环氧磷酸酯型，环氧树脂的环氧基和羟基，或环氧丙烯酸酯的羟基与浓磷酸进行酯化反应生成环氧磷酸酯，再用碱中和成盐即可制成水性化树脂，可用自由基引发双键反应使之交联固化；五是胺改性环氧树脂型，与上述水性化的环氧树脂不同，这是一种含富碱基团的阳离子体系，由强亲水性胺(如二乙醇胺、2-氨基乙基-2-羟基乙醚、三(羟甲基)氨基甲烷、N-氨乙基哌啶等)与环氧树脂反应，生成环氧胺加成物，再用酸(如醋酸、乳酸等)中和成盐即可制成水溶液或水乳液，这种水性化环氧树脂中没有可水解的化学键，具有很好的稳定性、常用于阴极电泳涂料；六是Mannich反应改性环氧树脂型，用双酚A使环氧树脂的环氧基开环即司进行Mannich反应最后用酸中和成盐，优点是羧基通过非水解键连在树脂上因而有良好的抗水解稳定性，还可利用树脂中的羟基交联固化、用于电泳涂料；七是乳化剂改性环氧树脂，用聚氧烷基二缩水甘油醚与环氧树脂进行加成反应可制得水性化环氧树脂，前者作用传统的表面活性剂是乙烯氧化物与丙烯氧化物的嵌段共聚物(质量比为50～90：10～50，平均相对分子质量为5000～10000)，还可加入8%(质量分数)的丙烯甘油单甲醚作为共溶剂。信息来源：中国胶粘网

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