低溫固化環(huán)氧涂料胺固化劑

低溫固化環(huán)氧涂料胺固化劑低溫固化環(huán)氧涂料胺固化劑D.J.Weinmann等(王志揚譯艾田校)D.J.Weinmann等(王志揚譯艾田校)有目標的改進用作低溫固化涂料的環(huán)氧/胺漆基體系是技術(shù)開發(fā)的一個有活力的領(lǐng)域。低溫固化的環(huán)氧涂料可以延長施工季節(jié)，由于這類涂料當氣溫降到50°F(10℃)以下時仍舊可以施工。本文從用于低溫固化環(huán)氧/胺涂料體系的固化劑40°F(4.5℃)時的固化速率承受差示掃描熱量儀(DSC)連續(xù)測試一周期(14(25℃，55%相對溫度)以及在低于標準室溫、高濕度條件下(10℃，相對濕度90%和4.5°C，相對濕度80%)固化的清漆漆膜性能。本爭論還就低溫固化環(huán)氧涂料的途徑進展研討。該途徑是承受低溫固化劑拼用聚丙烯酸酯環(huán)氧樹脂。結(jié)果說明這類的基料體系可以改善漆的透亮度，抗發(fā)白性，以及在低溫高濕條件下能良好地固化。引言：在當今的市埸天地里，環(huán)氧/胺涂料的配方設(shè)計者們面臨著雙重挑戰(zhàn)，即既要滿足VOC/價格比(相對于以往的工業(yè)標準而言)。傳統(tǒng)的環(huán)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至秋季或早10℃以下時還可連續(xù)進展。本文供給了對低溫環(huán)氧涂料固化技術(shù)的總的看法。對四種低溫胺固化劑固化的清漆漆膜的性能(DSC)進展監(jiān)測。本文總結(jié)了/胺涂料配制途徑的評價。這個途徑是承受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亮性、抗發(fā)白性、以及在低溫、高濕條件下的/胺促進劑對于低溫(≤10℃)施工的環(huán)氧/胺涂料，要縮短枯燥時間與提高其固化速率的一種方法就是促進環(huán)氧-胺的反響。環(huán)氧-胺反響的簡化如1BDMA-2，4，6-A)DETATETA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)品是多胺基胺類(或聚酰及水處理涂料，紙漿及紙涂料，設(shè)備涂裝，以及交通運輸涂料。聚酰胺是由二聚脂DETATETA13℃以下施工時不承受聚酰胺，由于這時它的反響緩慢。環(huán)氧/聚酰胺體系假設(shè)承受酚叔胺例如三-2，4，6-(二甲基胺甲基)酚作為固化促進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、抗腐蝕性和耐化學性)，涂膜中的/聚酰胺涂料的另一缺點是適用期較短?？紤]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響形成氨涂層的性能，由于它會導致光澤下降、黃變性增加、重涂性變差、層間附著力下2。為了盡量削減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。這些加成物可削減或消退發(fā)白的產(chǎn)生，由于伯胺上的氫預先被環(huán)氧反響掉了。胺加成物是由過量的伯胺同環(huán)氧樹脂反響而制得。液體環(huán)氧樹脂2，由胺與濕空氣形成氨基甲酸酯多種胺固化劑與環(huán)氧樹脂被用來制取胺加成物。某些最常用的脂肪族胺和脂環(huán)族胺包(DETA),三乙基四胺(TETA),四乙基五胺(TEPA),異佛爾酮二胺(IPDA),(PACM)1,2-二氨基環(huán)己烷(1,2-DACH)。環(huán)氧樹脂方面可以的母體胺,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)白現(xiàn)象,因此劑的粘度。為了得到較低的粘度,胺加成物要用溶劑來稀釋或者參加增塑劑(例如苯甲醇)。用于低溫固化時,為了末道漆的性能加速成長,胺加成物往往要加促進劑。3-(正-五-8’葵烯基)苯酚的衍生物,而后者是腰1)已經(jīng)研制出幾種作低溫固化劑的多官能苯基烷基胺。這類固化劑通常顏色較深,其色的深度與其分子量相關(guān)。粘度高。這類固化劑是由胺同苯酚(或烷基酚)與甲醛的化合物反響得到的縮合物,人們通常叫它4。雖然這個反響削減了胺的官能度,而芳環(huán)上的羥基(3～7℃)Mannich比起沒有改性的烷撐胺,Mannich性更好。在某些狀況下,外加如壬基酚這樣的酚類促進劑,可以進一步改善低溫固化的柔韌性,但這又往往會降低漆膜的耐化學性。低溫固化劑的性能測試:試驗局部I)性能進展了爭論測定。在這個爭論里承受一種苯基烷基胺固化劑作為比照物,這是由于在工業(yè)上它的低溫性能為大家2/二甲苯溶液供給的。低溫環(huán)氧涂料以它為固化劑時固化3Mannich1所示。表1固化劑的物理性能本爭論的第一局部是對這些固化劑固化標準的雙官能度液體環(huán)氧樹脂(WPE=198,附錄1)性能進展評價。每一種漆料混合均勻并用混合溶劑(甲基異丁酮/二甲苯/正丁醇=1:1:1GardnerH5min,然后用一刮板刮涂到玻璃板上(干1.5mil,63μ),施工后涂膜馬上放入恒溫恒濕箱中。對涂膜的透亮性、粘三種不同的環(huán)境條件進展固化:25℃,相對濕度(RH)55%;10℃,RH90%,和4.5℃,RH22.固化環(huán)氧樹脂時的性能除了測定清漆漆膜的性能之外,我們還用差示掃描熱量儀(DSCDSC/TGA(熱重分析)的聯(lián)用對混合組份(不加溶劑)進展溫度掃描1%DSC/TGA(從-50170F)確定溫度掃描范圍之后,在恒定加熱速率(10℃/min)DSC(△H-50℃,重加熱測定看是否有后固化現(xiàn)象消滅DSCDSC-130℃(5min,DSC4.5℃的冷凍器里至預定天數(shù)。到了規(guī)定的天數(shù),從冷凍器中取出一個密封的樣品并0℃/minDSCDSC4.5℃X熱(△H剩),用下面方程式(1)剩/△H總］×100)(1)DSC分析結(jié)果見圖2每一種固化劑同液體環(huán)氧樹脂相混合所得的涂料有相對較快的枯燥時Gardner2Shyodu2Gardner速反響的環(huán)氧/胺體系中,對于涂料施工我們所關(guān)心的是適宜的涂料使用期。為了更好弄清楚這類固化劑在溶劑型涂料中的相對活性,清漆的配制(粘度降低至H)是將其在冰/4.5℃Brookfield4.5℃下其清漆粘度增到起始粘度的二倍時需要10℃RH90%環(huán)境條件下,涂膜開頭消滅不發(fā)粘和變得透亮的時31時間較長。比照樣苯基烷基胺比起其它幾種固化劑,膜開頭不發(fā)粘的時間較長,甚至4.5℃RH80%時,每種固化劑都有自己的優(yōu)點與缺乏,要依據(jù)不同應用要求來選擇一種固化劑。對于清漆,最終漆膜的透亮性和抗發(fā)白性是格外重要的性能,但對于色漆來說,另一些性能例如膜的硬度和至不發(fā)粘的能者具有較長的射線段;這樣,綜合性能較好的漆基是由它們的“性能射線段”所包圍成的面積為最大的一種。4.5℃3中所承受DSC技術(shù)是評價低溫固化涂料反響程度的有力工具。在4.5℃下用所爭論的每種固化劑固化液體環(huán)氧樹脂時均得到較好的固化性能(反響活性強)。為了說DSC4.5℃下對三種聚酰胺固化劑(加促進劑與不加促進劑)的固化速率進展測定。結(jié)果顯示,聚酰胺的反響程度在第三天時為33-43%,甚至固化到第14天后反響程度55-65%,2),65-75%,1424.5℃4聚酰胺強,在固化的起始階段反映得最為明顯,而這個階段對涂料性能的成長是至關(guān)驗說明,每種固化劑都有它最適宜的特定用途。固化劑1適用于廢水處理以及無溶劑海洋涂料,由于它具有優(yōu)秀的耐水性及耐腐蝕性。固化劑2適用于VOC允許范圍2.83/聚丙烯酸酯樹脂來代替液體環(huán)氧樹脂就可以配制出一種改進的漆基體系。這類樹脂是標準的雙酚-A環(huán)氧樹脂用多官能度的丙烯酸酯進展改性得到的。依據(jù)改性的類型及改性的程度可3-聚丙烯酸酯環(huán)氧Michael”s44-聚丙烯酸酯改性液體環(huán)氧樹脂固化膜性能觀看與結(jié)論(用聚丙烯酸1,234)。在低溫下使用時,這種獨特的反響性的優(yōu)點是優(yōu)點:高濕條件下優(yōu)秀的抗發(fā)白性和低粘度,這對配制高固體份或無溶劑涂料很有30min2和3,當固化聚丙烯酸酯環(huán)氧4時,要比固化標準液體環(huán)氧樹脂(表2),其膠化時間縮1,其膠化時間也縮短了,只不過縮短得沒有那么多,(如固1/標準環(huán)氧樹脂:21min3,其膜干時間從同標準液體環(huán)氧樹脂并用時的.25hrs41.75hrs?？旄傻男阅苁蔷郾┧狨キh(huán)氧樹脂被推廣應用于地板及粘合劑方面的關(guān)鍵緣由?？旄森h(huán)氧樹脂體系的其它潛在的應用包括汽車修補漆、機車涂料和工業(yè)4.5℃,對于標準的施工設(shè)備,這類聚丙烯酸酯環(huán)氧樹脂體系的活性5-4.5℃,RH80%4:(1)用聚丙烯酸酯樹脂摻合到標準環(huán)氧樹脂中來降低反響活性;(2)選擇一種較低反響活性的改性樹脂如聚丙烯酸酯環(huán)3;(3)244.5℃1.5hrs,變透亮的時間及硬度的增長均較快。各種漆基體系在4.5℃的性能匯總于圖5。在用對比樣時漆膜至不發(fā)粘的時間長,硬度隨時間的增大也較慢,這說明它不適合用于聚丙4。由于這種樹脂改性程度較高,可以用一種改性程度較低的(例如3)樹脂來與之拼用更適宜些。我們除了測定這類漆基的涂DSC34.5℃時基料固化反響太快以至不行能準確測量△H總。兩種反響物一混合就可以看到一種很強的放熱作用發(fā)生,即使是預先冷卻(4.5℃)環(huán)氧樹脂DSC6DSC12(>80%)4.5℃時的反響速率則要低得多。它最終到達的交聯(lián)度同用聚酰胺時相當,但漆膜硬度仍很低(144B)?？偨Y(jié):本文概要地介紹了近來有關(guān)環(huán)氧/胺漆基體系低溫固化涂料工作的進展狀況。第一局部評論了用于這方面的固化劑技術(shù)。幾種市售低溫固化劑同標準液體環(huán)氧樹脂配制清漆，在不同固化條件下：25℃,RH50%；10℃,RH90%；和4.5℃，RH80%固化成膜，對測得的漆膜