奥航水性环氧树脂合成和功能研究

       水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液，三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。根据制备方法的不同，市场上环氧树脂水性化有四种方法：机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法。因为水性环氧材料因具有无毒、无味、无污染的优点而成为环保型材料中发展最快、应用最广的产品。

     作为水性材料的基料,水性环氧树脂除具有传统环氧树脂的优点外,还具有许多自身特有的优点,如使用方便,无火灾隐患,对环境无污染等。合成水溶性环氧树脂所使用的方法为两步反应法,即分开环反应和闭环反应两步进行,对影响两步反应的各种因素进行了系统研究,并对树脂的固化产物进行了性能测试,得出以下主要结论:

1. 以聚乙二醇(PEG)、环氧氯丙烷(ECH)、NaOH为主要原料,两步法合成水溶性环氧树脂。讨论了体系中开、闭环反应温度、反应时间、PEG分子量、ECH与PEG用量摩尔比、三氟化硼乙醚与PEG的用量摩尔比,NaOH用量对产物环氧值的影响,运用红外光谱仪对产品进行了分析。结果表明:当体系开环温度20℃、反应时间3h,闭环温度60℃、反应时间3～4h,n (BF3 ? C2H5OC2H5/PEG) = 0.06:1,n(ECH/PEG) =3:1,n(NaOH/PEG)=3:1,所得产物环氧值最高,红外光谱图中910cm-1附近出现较强吸收峰,此为环氧基特征吸收峰,表明合成了目标产物。

2.对合成产物的固化过程进行了动力学研究,运用差示扫描量热仪(DSC)对水性环氧树脂固化过程进行了研究。结果表明:与三乙烯二胺六水(TED)固化体系相比较,三乙烯四胺(TETA)的固化速率快于三乙烯二胺六水(TED)。固化剂用量均为15%时,TED体系初始固化温度为55℃,TETA固化体系的固化反应的初始温度降低到31℃,最大固化速率温度相应从115℃降低到102℃,完全固化温度从186℃降低到165℃。当PEG分子量从400增加到1000,水性环氧树脂固化反应的初始温度从31℃增加到34℃,最大固化速率温度相应从102℃增加到106℃,最终固化温度从165℃增加到172℃。

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