李釩

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300402）

環(huán)氧固化劑乳液的制備研究

李釩

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300402）

本研究采用一種兩親性物質(zhì)合成預(yù)聚物，使改性多胺固化劑分散在水中，形成穩(wěn)定的乳液。研究了預(yù)聚物合成的最佳催化劑用量為6‰，最佳反應(yīng)溫度為75℃。使用此固化劑乳液固化的環(huán)氧樹脂清漆漆膜具有良好的外觀和力學(xué)性能。

環(huán)氧固化劑；水性；乳化；增韌

作為水性環(huán)氧涂料體系的重要組成部分,環(huán)氧固化劑對涂膜的化學(xué)性能和物理性能都發(fā)揮著重要的作用?？蒲腥藛T一直在探索一種與水性環(huán)氧樹脂具有良好相容性的水性固化劑，最終的目標(biāo)是得到性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛的水性環(huán)氧涂料[1,2]。

比較成熟的水性環(huán)氧固化劑主要有三種，第一種，單脂肪酸與多元胺反應(yīng)得到的酰胺類的多胺；第二種，二聚酸與多元胺反應(yīng)制得的聚酰胺；第三種，由環(huán)氧樹脂與多元胺反應(yīng)制得的環(huán)氧-多胺加成物[3]。本研究制成的固體劑屬于第三種固化劑，并且利用一種環(huán)氧預(yù)聚物將固化劑乳化得到穩(wěn)定的固化劑水分散體。此種固化劑乳液與環(huán)氧樹脂乳液具有良好的相容性，固化清漆漆膜物化性能優(yōu)良[4]。

1 實驗部分

1.1 實驗原料及設(shè)備

1.1.1 實驗原料

環(huán)氧樹脂E-44，工業(yè)品，中國石化巴陵石化分公司；環(huán)氧樹脂128，工業(yè)品，中國石化巴陵石化分公司；環(huán)氧樹脂501，工業(yè)品，中國石化巴陵石化分公司；催化劑A，分析純，天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；雙親性物質(zhì)B，分析純，天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；二乙烯三胺，分析純，天津科威化學(xué)品有限公司。

1.1.2 實驗設(shè)備

恒溫水浴鍋；電熱鼓風(fēng)干燥箱；傅立葉紅外光譜儀；高速分散機；電動漆膜附著力試驗儀；漆膜彈性試驗儀。

1.2 實驗步驟

1.2.1 預(yù)聚物的合成

在裝有電加熱、攪拌器、溫度計的四口燒瓶中加入雙親性物質(zhì)B，并加入一定量的催化劑A，攪拌加熱均勻，逐滴加入環(huán)氧樹脂E-44，在一定溫度下反應(yīng)4h，取出放在廣口瓶中儲存。

1.2.2 固化劑乳液合成

在裝有電加熱、攪拌器、溫度計的四口燒瓶中加入二乙烯三胺，攪拌下滴加環(huán)氧樹脂501，在60℃下反應(yīng)2h，繼續(xù)滴加環(huán)氧樹脂128，并反應(yīng)2h得到產(chǎn)物，最后加入10%的預(yù)聚物，并加入一定比例的去離子水，高速分散下得到環(huán)氧固化劑分散體。

1.2.3 環(huán)氧樹脂清漆涂膜測試

將環(huán)氧樹脂固化劑分乳液與環(huán)氧樹脂乳液按照胺氫與環(huán)氧基物質(zhì)的量比1:1的比例均勻混合，涂抹在馬口鐵表面，室溫下精制48h，得到清漆漆膜。

按照GB/T6739-2006，以漆膜不被畫出痕跡的鉛筆硬度，表示被測漆膜的硬度，級別由6H～6B。

使用電動漆膜附著力試驗儀，按照GB/T1720-79，測試漆膜附著力

使用漆膜彈性試驗儀，按照GB/T6742-2007，測試漆膜的韌性。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑用量對預(yù)聚物的影響

圖1催化劑用量對預(yù)聚物環(huán)氧值的影響

圖1 是添加不同比例催化劑，體系中環(huán)氧值隨時間的變化情況。從圖中可以看出，添加了催化劑的體系中，環(huán)氧值都隨著反應(yīng)的進行，逐漸降低，并且降低的速率都是先緩慢，后變快，最后再緩慢。這是因為，隨著反應(yīng)的進行，催化劑解離出的H+逐漸增多，反應(yīng)速率逐漸加快，反應(yīng)繼續(xù)進行，雖然H+總量并沒有減少，但是反應(yīng)基團消耗殆盡，因此反應(yīng)速率下降，反應(yīng)趨于平穩(wěn)。

對于催化劑的用量，添加比例5‰，環(huán)氧值變化不明顯，反應(yīng)進行十分緩慢，還有大量的環(huán)氧基殘留；添加比例7‰和8‰，由于此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，催化劑量大，反應(yīng)過于劇烈，容易產(chǎn)生凝膠，導(dǎo)致實驗失敗；添加比例6‰，反應(yīng)平穩(wěn)，并且在一定時間內(nèi)反應(yīng)基團基本反應(yīng)完全，所得產(chǎn)物具有良好的穩(wěn)定性。

2.2 反應(yīng)溫度對預(yù)聚物的影響

圖2反應(yīng)溫度對環(huán)氧轉(zhuǎn)化率的影響

圖2 是體系在添加6‰催化劑，不同反應(yīng)溫度下反應(yīng)4h后的環(huán)氧基團轉(zhuǎn)化率，從圖中可以看出，溫度太低體系反應(yīng)活性偏低，環(huán)氧基團轉(zhuǎn)化率偏低，反應(yīng)溫度過高，反應(yīng)劇烈，環(huán)氧基團全部參與反應(yīng)，并且還會產(chǎn)生凝膠，因此反應(yīng)溫度確定為75℃最適宜。

2.3 環(huán)氧樹脂清漆涂膜的性能

表1 清漆漆膜性能對比

表1是本研究合成的固化劑乳液與市場固化劑產(chǎn)品制出的清漆漆膜性能對比。通過對比可以看到，兩種產(chǎn)品都體現(xiàn)了環(huán)氧涂料的優(yōu)異性能，有很高的硬度，都達到了2H，并且對于基材有良好的附著力，分別達到了0級和1級，其中本研究的固化劑制得的漆膜提高了產(chǎn)品的附著力和韌性。這是由于固化劑組分中引入了柔性鏈段，改善了環(huán)氧樹脂脆的缺點。

3 結(jié)論

本研究創(chuàng)新性地合成了一種環(huán)氧固化劑乳液。通過實驗確定了合成預(yù)聚物需要添加的催化劑用量為6‰，最佳反應(yīng)溫度為75℃，通過引入兩親性物質(zhì)，將改性固化劑在水中分散得到水乳液。使用此固化劑乳液固化的清漆漆膜，外觀透明，性能水平達到市面上銷售的固化劑產(chǎn)品性能，其中在韌性和附著力上還具有一定優(yōu)勢。并且由于不使用任何有機溶劑，僅僅利用水進行分散，可以做到VOC零排放，是一種環(huán)保高性能的環(huán)氧固化劑。

［1］李楚新，吳超富，熊遠(yuǎn)欽，等.水性環(huán)氧樹脂固化劑研究進展[J].熱固性樹脂，2006-21(增刊)：9-11.

［2］周繼亮，涂偉萍.室溫固化柔韌性水性環(huán)氧固化劑的合成與性能[J].高分子材料科學(xué)與工程，2006，22(1):52-55.

［3］陳凈.國內(nèi)環(huán)氧樹脂行業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[J].中國涂料，2012(7)：25-27.

［4］Gerlitz，Martin，F(xiàn)ischer，et al.Water dilutable amine curing agents for aqueous two component epoxy resin systems[P].USP：6653369，2003-11-25.

·信息·

天津石化完成四年來首次大修

今年8月，天津石化進行了停車檢修大改造，這也是天津石化裝置在實現(xiàn)連續(xù)四年長周期運行后的第一次大修。日前，歷時52d的裝置停工檢修改造圓滿完成，各主要生產(chǎn)裝置全部實現(xiàn)一次開車成功，并產(chǎn)出合格產(chǎn)品，將為下一個四年長周期安穩(wěn)運行，特別是為油品質(zhì)量升級和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整奠定堅實基礎(chǔ)。

天津石化此次大修共涉及67套裝置、檢修項改造項目5558個，總投入約14.6億元。檢修改造后，天津石化從源頭上消除了上一周期出現(xiàn)的安全隱患和生產(chǎn)瓶頸，裝置可靠性和環(huán)保水平全面提升，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化。

浙江豐利視信譽為金

最近，國家高新技術(shù)企業(yè)浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司接到了浙江省工商行政管理局頒發(fā)的浙江省工商企業(yè)信用AAA級“守合同重信用”單位榮譽證書，有效期三年。

根據(jù)浙江省工商行政管理局文件，此次全省共有649家企業(yè)被續(xù)展認(rèn)定為浙江省工商企業(yè)信用AAA級“守合同重信用”單位。其中，浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司憑借誠實經(jīng)營的信用原則、健全的合同管理機制、良好的品牌形象，再次獲此認(rèn)定。浙江省工商企業(yè)信用AAA級“守合同重信用”單位認(rèn)定每三年一次，這是自2003年以來，浙江豐利連續(xù)多屆獲得該項殊榮。

據(jù)了解，“守合同重信用”單位的評選是工商管理行政管理機關(guān)對企業(yè)信譽狀況和合同管理水平的認(rèn)定，是企業(yè)信譽最重要的評價證明之一，相當(dāng)程度上反映了企業(yè)的資信與經(jīng)營管理水平情況?！癆AA級”是省工商局對企業(yè)信用最高級別的評價。企業(yè)被認(rèn)定為“浙江省工商企業(yè)信用等級”‘守合同重信用’單位”的，可按規(guī)定享受企業(yè)年檢免檢等優(yōu)惠措施。

浙江豐利自成立至今，一直以“質(zhì)量為本、信譽是金”為宗旨，堅持以質(zhì)量求生存，以信譽求發(fā)展，積極推進企業(yè)信用體系建設(shè)，加強合同管理，倡導(dǎo)企業(yè)依法經(jīng)營、誠信守約，提高商業(yè)信譽，樹立了良好的社會口碑，促進了企業(yè)全面和諧發(fā)展。連續(xù)二十多年被評為“銀行資信AAA級”及“納稅AAA”企業(yè)，先后獲得省金承諾信譽單位、省級誠信示范企業(yè)等榮譽稱號。2009浙江“豐利”被認(rèn)定為浙江省知名商號，2015年再次獲得延續(xù)認(rèn)定，有效期6a，至2020年。

優(yōu)異的信用，過硬的質(zhì)量，創(chuàng)新的技術(shù)，周到的服務(wù)，鑄造了粉碎設(shè)備行業(yè)獨有的浙江名牌產(chǎn)品。目前，浙江豐利已躋身中國化工裝備百強，成為我國粉體設(shè)備領(lǐng)域規(guī)模大、實力強、品種全，新品多的行業(yè)龍頭企業(yè)，全國顆粒表征與分極及篩網(wǎng)標(biāo)委會超微粉碎設(shè)備工作組秘書長單位，聞名海內(nèi)外的成套超微粉體設(shè)備和綠色環(huán)保裝備生產(chǎn)基地。

（吳紅富）

Study on preparation of epoxy curing agent of emulsion

LI Fan
(School of Tianjin Bohai Vocational Technical College,Tianjin 300402)

This research adopts a kind of synthesis of amphiphilic substances pre-polymer,made of modified amine curing agent dispersed in the water,forming stable emulsion.Studies the best pre-polymer synthesis catalyst for 6‰,the best reaction temperature is 75℃.With this curing agent emulsion cured epoxy resin varnish coating have good appearance and mechanics performance.

epoxy curing agent;water-based;emulsion;toughening

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.06.005

TE???

A

1008-1267（2016）06-0012-03

2016-08-05