水性环氧树脂制备方法的研究进展.pdf

2017年第25卷
合成化学
Vol.25.2017
第5期,457~460
Chinese Journal of Synthetic Chemistry
No.5,457-~460
综合评述
水性环氧树脂制备方法的研究进展
郭何云,王敗
(西南石油大学材料科学与工程学院,四川成都610500
摘要:水性环氧树脂(WEP)具有无毒、无味和施工简便等优点,在涂料,塑料和建筑等领域有重要应用。综述了
WFP的制备方法(自乳化法,外加乳化剂法和固化剂改性法)和制备机理。对比分析了3种制备方法的优劣
参考文献32篇
关键词:水性环氧树脂;制备方法;制备机理;研究进展;综述
中图分类号:063
文献标志码:A
DOL:10.15952/.cnki,cic.10054511.2017.05.16238
Research Progress on Preparation Methods
of Waterborne Epoxy Resin
GUO He-yun, WANG Xu
( School of Materials Science and Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 6105
Abstract Waterborne epoxy resin(WEP) was widely used in coating, plastics and construction
based on its advantages in nontoxic, tasteless, simple construction, etc. The preparation methods
(selfmulsification method, ading-emulsifier method and curing agent modification method) and
mechanisms of WEP were reviewed and discussed with 32 references
Keywords waterborne epoxy resin; preparation methods; mechanism; research progress; review
环氧树脂(EP)结构中含有环氧基、羟基和醚1WEP的制备方法
健等活性基闭,具有诸多良好的性能2,如附着
力好,稳定性高等。溶剂型环氧树脂的挥发性有
WEIP是以微粒或液滴的形式分散在水介质中
机化合物(VOC)含量较高,对环境污染较严重,形成的稳定分散体系。EP的非极性分子主链较
限制了EP的应用与发展。水性环氧树脂(WEP)长,使其不能渀解在水中,必须在分子链中引入亲
不令或只含少量有机溶剂,环保性能好,符合水基团或加入部分同时亲水、亲油的组分,才能
环保要求。此外,WFP还具有价格较低、安全性制备稳定的WP。日前,制备WFP最主要的方法
高、配伍性好等突出优点。因此,WEP在EP类产有:自乳化法、外加乳化剂法和固化剂改性法。
品中逐渐占据了主导地位,貝有良好的研发前景。
本文综述了WEP的制备方法(自乳化法,外
1.1自乳化法
加乳化剂法和固化剂改性法)和制备机理。对比
通过化学方法在EP结构中引入亲水性基
分析了3种制备方法的优劣。
闭,并使其分布于树脂液滴表面。亲水基团由于
收稿日期:2016-0948;修订日期:2017-0448
作者简介:郭何云(1991-),男,汉族,四川资阳人,硕上研究生,主要从事涂料制备与应用的研究。b-mail:1340012872@163.com
通孖处据,教授;ta:96wle.cm
458
成化学
Vol.25,2017
带有同种电荷而导致液滴相互排斥,使EP不闭了稳定的WEP乳液。李旋等“用2,2-二羟甲基
聚,从而稳定存在于水相环境中。该方法称为自丁酸(DMBA)与E51反应,成功在FP分子链上
乳化法或化学改性法。根据引入基团的种类不引入伯羟基,再与马来酸(MA)反应引人羧基,
同,可分别制备离子型WEP和非离子型WEP
最后用三乙胺中利制得阴离子型WEP。黄相璇
(1)离子型WEP
等用苯甲酸(BA)开环双酚A环氧树脂(NEP
离子型WFP的制备步骤主要为:先通过FP的部分坏氧基团,合成了双酚A酚醛环氧树脂
的环氧基仲羟基和次甲基氢与改性剂反应,然后(BNFP);用马来酸斷与BNFP的羟基反应引入亲
在树脂结构中接人叔胺基和羧基等亲水基团,最水性基团和碳碳双键,制得阴离子双酚A酚醛环
后用酸(或碱)中和制得WEP乳液。离子型WEP氧树脂(WNEP)。
主要包括4种:瞇化型、酯化型、接枝型和开环型
(2)非离子型
迷化型WEP为亲核试剂进攻环氧环基团上
非离子型WFP的分子量通常在数万以上,其
的碳原子制得的。周茕莹等采用二乙醇胺与结构中的接枝极性链段只能在水中溶胀,放非离
环氧树脂(E44)原料,通过引入亲水基团,合成子型WEP只能在水中分散或乳化。黄凯等利
了醚化型WEP。张磊等通过E44,N甲基烯用聚乙二醇改性的E511制备了非离子型WEP,
基胺和二乙醇胺的三元反应,合成了醚化型并讨论了聚乙二醇分子量、乳化剂用量、反应温度
WEP。
和反应时间对乳液性能的影响。赵立英等以
啃化型WEP的制备思路为:先使用氢离子将对甲氧基聚乙二醇(- MPE GBA)乳化E44,合成
环氧环极化,然后利用酸根离子进攻环氧致其开了非离子型自乳化WEP( MIPEGE-44),发现引人
环。陈永等?利用油酸参与的酯化反应改性E-的PFG链段有利于提高 MPEGE.44的亲水性和
44,然后与马来酸酐加成制得一种阴离子型P链段的应变松弛速率。明杜等以甲基四氢
WEP。庞行松等以乳酸和丁二酸酐对ド51进行米酐( MTHPA)和聚乙二醇600为原料,合成了
化学改性,并在投料比n(乳酸):n(琥珀酸酐):n种化合物,然后将其与FP反应,制备了一种非离
(环氧基)=0.15:0.30:1~0.20:0.40:1下制得子型WFEP。
了具有良好的水分散性和稳定性的WEP。
接枝型WEP的制备思路为:EP的亚甲基在1.2外加乳化剂法
引发剂作用下形成自由基,自由基与乙烯基单体
外加乳化剂法分为机槭法和相反转法。由于
聚合,通过接枝引人羧基,再利用氨水中和制得最两者均需外加乳化剂才能使EP具有水溶性,因
终产物。该方法制得的WEP不含階基,稳定性较此乳化剂性能将卣接影响乳液的稳定性。为缩小
好。刘晓冬等”用环氧树脂/内烯酸单体接校共HIP粒径,使其在水性介质中均匀分散,应尽量选
聚法对EP进行改性,合成了单组分自乳化WEP择HIB值适宜的乳化剂。
乳液。结果表明,以相对分子质量较高的FP为
(1)机械法
母体,在甲基內烯酸单体浓度44%,过氧化甲
机械法又称为直接乳化法。先采用研磨机械
酰(BPO)浓度8.4%的条件下合成的WP乳液将固体EP磨成粉末(一般为微米级),然后在加
具有良好的稳定性。刘文艳等以乙烯基三乙热条件下将其加入含乳化剂的水溶液中,通过强
氧基硅烷、MA和苯乙烯(St)与EP发生接枝共楽烈的机械搅拌制得VEP乳液。常用乳化剂为:聚
反应,合成了有机硅改性的WEP。引入硅源使固
氧乙烯烷芳基瞇、聚氧乙烯烷基瞇和氧乙烯脂肪