低溫固化環(huán)氧涂料胺固化劑.doc

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1、低溫固化環(huán)氧涂料胺固化劑D.J.Weinmann等(王志揚(yáng)譯艾田校)????有目標(biāo)的改進(jìn)用作低溫固化涂料的環(huán)氧/胺漆基體系是技術(shù)開發(fā)的一個(gè)有活力的領(lǐng)域。低溫固化的環(huán)氧涂料可以延長(zhǎng)施工季節(jié)，因?yàn)檫@類涂料當(dāng)氣溫降到50°F(10℃)以下時(shí)仍然可以施工。本文從用于低溫固化環(huán)氧/胺涂料體系的固化劑技術(shù)的基本看法入手進(jìn)行討論。對(duì)幾種低溫固化劑與標(biāo)準(zhǔn)的液體環(huán)氧樹脂拼用的涂料性能進(jìn)行了研究。該漆基體系在40°F(4.5℃)時(shí)的固化速率采用差示掃描熱量?jī)x(DSC)連續(xù)測(cè)試一周期(14天)。得到了在標(biāo)準(zhǔn)室溫條件下(25℃，55%相對(duì)溫度)以及在低于標(biāo)準(zhǔn)室溫、

2、高濕度條件下(10℃，相對(duì)濕度90%和4.5°C，相對(duì)濕度80%)固化的清漆漆膜性能。本研究還就低溫固化環(huán)氧涂料的新途徑進(jìn)行研討。該新途徑是采用低溫固化劑拼用聚丙烯酸酯環(huán)氧樹脂。結(jié)果表明這類新的基料體系可以改善漆的透明度，抗發(fā)白性，以及在低溫高濕條件下能良好地固化。引言：在當(dāng)今的市埸天地里，環(huán)氧/胺涂料的配方設(shè)計(jì)者們面臨著雙重挑戰(zhàn)，即既要滿足VOC法規(guī)的要求，又要優(yōu)化涂料的性能/價(jià)格比(相對(duì)于以往的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而言)。傳統(tǒng)的環(huán)氧聚酰胺涂料已在工業(yè)上使用了40多年，效果也不錯(cuò)。但是，人們?nèi)砸暂^新的固化技術(shù)來(lái)克服聚酰胺的某些常見的局限性。近年來(lái)，

3、這些新的固化技術(shù)已獲得專門用于低溫固化環(huán)氧涂料的胺類固化劑。低溫固化的涂料其施工期可以延長(zhǎng)至秋季或早冬月份，因?yàn)橥苛系氖┕ど踔廉?dāng)氣溫降到10℃以下時(shí)還可繼續(xù)進(jìn)行。本文提供了對(duì)低溫環(huán)氧涂料固化技術(shù)的總的看法。對(duì)四種低溫胺固化劑固化的清漆漆膜的性能進(jìn)行了測(cè)定。這類漆基的固化速度率用差示掃描熱量?jī)x(DSC)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本文總結(jié)了對(duì)低溫環(huán)氧/胺涂料配制新途徑的評(píng)價(jià)。這個(gè)新途徑是采用低溫固化劑與聚丙烯酸酯環(huán)氧樹脂并用。該法改善了漆膜的透明性、抗發(fā)白性、以及在低溫、高濕條件下的固化性能。不過(guò)，同時(shí)存在的一個(gè)問(wèn)題是這類新體系的適用期很短。低溫固化涂料的技

4、術(shù)路線：環(huán)氧/胺促進(jìn)劑對(duì)于低溫(≤10℃)施工的環(huán)氧/胺涂料，要縮短干燥時(shí)間與提高其固化速率的一種辦法就是促進(jìn)環(huán)氧-胺的反應(yīng)。環(huán)氧-胺反應(yīng)的簡(jiǎn)化如反應(yīng)式1所示：有幾類化學(xué)品可以加速這種交聯(lián)反應(yīng)，例如：有機(jī)酸(如水楊酸，或苯甲酸)，叔胺類(如BDMA即芐基二甲胺或三-2，4，6二甲胺甲酚)，醇類(如甲醇)，水，烷基取代酚(如壬基酚、雙酚-A)和脂族伯胺(如DETA即二乙基三胺，TETA即三乙基四胺)。為獲得合適的固化速率所需要的促進(jìn)劑的量取決于所選的促進(jìn)劑的種類和它在最終配方中的濃度。胺類固化劑的傳統(tǒng)主產(chǎn)品是

5、多胺基胺類(或聚酰胺類)。聚酰胺類可有于下面各種涂料應(yīng)用領(lǐng)域：海洋涂料，工業(yè)防護(hù)涂料，貯水器及水處理涂料，紙漿及紙涂料，設(shè)備涂裝，以及交通運(yùn)輸涂料。聚酰胺是由二聚脂酸同多元乙基胺例如DETA或TETA反應(yīng)而制取的。通常在溫度13℃以下施工時(shí)不采用聚酰胺，因?yàn)檫@時(shí)它的反應(yīng)緩慢。環(huán)氧/聚酰胺體系如果采用酚叔胺例如三-2，4，6-(二甲基胺甲基)酚作為固化促進(jìn)劑則有可能獲得低溫(7～10℃)下可行的固化速率。但是，為使涂膜具有較好性能(如耐水性、抗腐蝕性和耐化學(xué)性)，涂膜中的促進(jìn)劑含量必須盡量少。加有促進(jìn)劑的環(huán)氧/聚酰胺涂料的另一缺點(diǎn)是適用期較短。

6、改性胺加成物低溫胺固化劑除了要滿足干燥時(shí)間和固化速率方面的要求以外，還要考慮到涂層的抗發(fā)白以及防水斑的要求。伯胺同空氣中的二氧化碳和水反應(yīng)形成氨基甲酸酯，后者會(huì)滲到涂層的表面并發(fā)白。表面發(fā)白(有時(shí)也叫起霧或發(fā)汗)會(huì)損害涂層的性能，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致光澤下降、黃變性增加、重涂性變差、層間附著力下降。低溫高濕條件下發(fā)白的可能性會(huì)增加。氨基甲酸酯的形成反應(yīng)見反應(yīng)式2。為了盡量減少氨基甲酸酯的形成和改善早期的抗水斑性，固化劑的制造者們已經(jīng)開發(fā)出各種改性胺加成物。這些加成物可減少或消除發(fā)白的產(chǎn)生，因?yàn)椴飞系臍漕A(yù)先被環(huán)氧反應(yīng)掉了。胺加成物是由過(guò)量的伯胺

7、同環(huán)氧樹脂反應(yīng)而制得。液體環(huán)氧樹脂與脂族多胺之間的反應(yīng)見反應(yīng)式3。反應(yīng)式2，由胺與濕空氣形成氨基甲酸酯多種胺固化劑與環(huán)氧樹脂被用來(lái)制取胺加成物。某些最常用的脂肪族胺和脂環(huán)族胺包括:二乙基三胺(DETA),三乙基四胺(TETA),四乙基五胺(TEPA),異佛爾酮二胺(IPDA),雙-對(duì)-氨基環(huán)己基甲烷(PACM)和1,2-二氨基環(huán)己烷(1,2-DACH)。環(huán)氧樹脂方面可以從液體環(huán)氧樹脂到固體環(huán)氧樹脂。由于胺加成物的分子量得到增加,所以比起未改性的母體胺,其腐蝕性與揮發(fā)性均較小。最重要的是胺加成物不易發(fā)生發(fā)白

8、現(xiàn)象,因此它們特別適用于低溫固化涂料。但是,伴隨這些優(yōu)點(diǎn)而來(lái)的不足是顯著地增加了固化劑的粘度。為了得到較低的粘度,胺加成物要用溶劑來(lái)稀釋或者加入增塑劑(例如苯甲醇)