一.环氧树脂及其特性
环氧树脂的分子结构中含有环氧基,既可常温固化,也可高温固化。工业中常用的环氧树脂是由环氧氯丙烷和二酚基丙烷在碱作用下缩聚而成的高分子化合物,简称为双酚A型环氧树脂。双酚A型环氧树脂为线性结构,加入固化剂、有机酸、酸酐及其他合成树脂可以交联固化成膜。双酚A型环氧树脂平均分子量在300~7000之间,呈黏稠状液体或坚硬的固体。环氧树脂具有如下特性:
(1)附着力强。因环氧树脂中含有羟基和醚碱等极性基团,使得树脂与相邻界面分子作用力较强,有的还能形成化学键,因而环氧树脂的黏结力很强。
(2)收缩力小。与固话好反应物副产物产生,因而收缩力小。,而且其热膨胀系数亦小。
(3)耐化学品行好。固化好的环氧树脂含有稳定的苯环、醚键,加之固化后结构交联密度较高,因而一般都具有良好的耐酸碱性及耐有机溶剂性。
(4)稳定性好。环氧树脂未加固化剂不会受热固化,不会变质,稳定性高。
(5)电绝缘性能优良。固化好的环氧树脂有价高的体积电阻和击穿电阻。
(6)韧性好。其较佳的的韧性是由于大分子量环氧树脂固化后各交联点之间的距离和很多脂肪键的存在而引起的,距离越远,韧性越好。
(7)贮存稳定性好。在常温下贮存不易变质,有较高的稳定性。
环氧树脂的缺点是:
(1)户外耐候性差,易粉化、失光。
(2)漆膜中有亲水性羟基,在制造和使用时。要处理得当,否则,耐水性不好。
以上性能使环氧树脂广泛用作防腐蚀预料,应用范围包括化学工业、制船工业和其他工业部门,主要涂装结构、设备、容器、管道等。
二、环氧树脂涂料的种类和用途
1.环氧树脂涂料的种类
(1)多元胺固化环氧树脂涂料:这类涂料所采用的环氧树脂的相对分子质量以900~1000为宜,一般选用E20,相对分子质量超过1400,漆膜太脆,相对分子质量小于500,漆膜太软。已二胺和二乙烯三胺是常用的固化剂,已二胺固化的漆膜弹性较好;二乙烯三胺固化的漆膜耐溶剂性较好,但弹性差。环氧树脂和固化剂用量配比,一般以1:1(摩尔比)为宜。所用稀释剂为二甲苯与丁醇按7:3混合使用,如要求耐水性好,可按甲苯:丁醇=8:2,在夏季为改善流平性,可加入10%二丙酮醇。
(2) 环氧值涂料:环氧酯涂料由环氧树脂与植物油进行酯化反应而得到。脂肪酸种类不同,则环氧酯种类也不同,性能各异,可制成常温干燥型和烘烤型。环氧酯是环氧树脂涂料中产量{zd0}的一种,大量应用于金属底漆、电器绝缘漆、化工厂室外设备防腐漆等。
(3)合成树脂固化环氧树脂涂料:利于环氧树脂中的活性羟基与各种合成树脂进行交联反应可得到性能优良的涂层,主要有酚醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂等,这些涂料都需高温烘烤。
环氧酚醛涂料时环氧树脂中耐腐蚀性{zh0}的一种,具有优异的耐酸碱性、耐溶剂型、耐热性。由于高温烘烤易变色,故不宜作浅色涂料。在制备涂料时,环氧树脂以选用相对分子质量为2900~4000的为宜,酚醛树脂采用丁醇醚化酚醛树脂为宜,酚醛树脂的用量为清漆总固含量的25%~35%。
以氨基树脂固化环氧树脂漆即为环氧氨基涂料,由于氨基树脂在烘烤中不变色,故环氧氨基涂料可制成浅色漆。该类涂膜柔韧性好、颜色浅、光泽高,适合于涂装医疗器械、仪器设备、金属或塑料表面罩光等。
在环氧氨基涂料中计入一些醇酸树脂得到环氧氨基醇酸涂料,可降低烘烤温度,这类涂料具有良好的附着力,坚硬而有弹性,一般适合做底漆。
环氧聚氨酯涂料采用双组分常温干燥型,环氧树脂及颜料、填料为一组分,三羟甲基丙烷(TMP)缩聚物位另一组分,漆膜具有优越的耐水性,耐溶剂型、耐化学品性和柔韧性,主要用于涂装水下设备或化工设备等。
(4)无溶剂环氧树脂涂料:无溶剂环氧树脂涂料主要组成有环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、颜料、辅助材料,涂料中不含溶剂,固化时无溶剂挥发,形成无孔涂层,提供优越的防腐蚀性能。
(5)环氧树脂粉末涂料:环氧树脂粉末涂料时粉末涂料中产量{zd0}的一种,具有优良的附着力、耐磨性、硬度、耐化学药品性。环氧树脂粉末要求环氧树脂的熔融温度低于分解温度,熔融后黏度低,一般选用E12环氧树脂,固化剂有双氰胺及其衍生物,颜料的加入量控制在30%左右,生产方法是将环氧树脂、固化剂、颜填料和添加剂预混合、熔融、粗粉碎、过筛及包装。
2.制备环氧树脂的注意事项
(1)溶剂的选择。环氧树脂可溶解在某些有机溶剂中,树脂的溶解性随相对分子质量的增加而降低,酮类、酯类、醚醇类和氯代烃类是环氧树脂的容积,对环氧树脂有很好的溶解能力。芳烃和醇类不是环氧树脂的溶剂,但是芳烃和醇类混合后,即可以作为中分子量树脂的溶剂。
(2)混合溶剂的配制。环氧树脂涂料采用的溶剂都是混合溶剂,是由溶剂和稀释剂组成的。使用混合溶剂有很多优点,如可以降低成本,改善涂膜性能和施工性能,提高容积的溶解能力。配制混合溶剂时应注意一下问题:
①溶剂的溶解能力:相对分子质量很高的树脂应以酮类或醚醇类作为溶剂,中等分子量的树脂可用芳烃和醇的混合物作溶剂,低分子量的树脂可溶于芳烃中,但为了提高溶解力,多用芳烃和醇的混合溶剂。
②涂料的施工方式:刷涂施工的环氧树脂漆所采用的混合溶剂,初期挥发速度应较慢,以达到涂刷时省力和使漆膜的刷痕充分流平。烘干型环氧树脂漆所用的混合溶剂,初期挥发速度也应控制,以防止由于溶剂挥发太快而造成漆膜病态。
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