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         水性環氧乳液的生產工藝及局限               傳統水性環氧固化劑的局限

傳統水性環氧固化劑的局限      

         眾所周知與溶劑型涂料相比,水性環氧涂料具有諸多優點,如低的VOC,較小的氣味、使用安全、可用水清洗等。盡管水性環氧涂料的原材料價格較高,但在工業和商業上仍有很大的吸引力,正在被不斷地推廣應用。在開發水性環氧乳液的同時,不應該忽略環氧乳液的重要伙伴一水性環氧固化劑的開發。最早的水性環氧固化劑的合成工藝是:將環氧樹脂和伯胺、仲胺混和反應后,再將反應混和物與聚氧化乙烯系非離子表面活性劑或聚乙烯醇分散到水中,制得乳液型環氧樹脂固化劑。采用這種方法制得的環氧樹脂固化劑中由于含有大量游離的表面活性劑,與水性環氧樹脂固化成膜,它們與環氧樹脂的相容性差、使用壽命短、耐水性差。此后又研發了第2代水性環氧固化劑,不過也有一定局限性。 

         第2代水性環氧固化劑采用相對低分子質量液體環氧與二乙烯三胺或多乙烯多胺反應,生成端氨基環氧一胺加成物,再經封端和成鹽工藝合成水溶性環氧固化劑。即采用相對低分子質量液體環氧與二乙烯三胺或多乙烯多胺反應,生成端氨基環氧一胺加成物,再經封端和成鹽工藝合成水溶性環氧固化劑。第1、2代水性環氧固化劑存在什么問題?液體環氧(油溶性的)它的親水親油平衡值即HLB值≤8,分散體乳液HLB值可在11~18之間,水可溶性胺,它的HLB值≥20。第1代兩種不同形式組分的親水親油值存在較大的差異,導致了溶度參數不匹配,從而極大地影響了漆膜的性能。第2代水性環氧,液體環氧和水溶性胺體系中,水溶性胺最后的狀態是有機鹽的形式,在水中存在有機胺陽離子和乙酸根陰離子。 

         當兩組分混合反應初期,在環氧乳液粒子表面,有機胺離子(陽離子)濃度較高,它會從水相擴散到樹脂粒子表面,此時樹脂粒子表面的固化劑濃度較高,很快使環氧開環表面聚結成膜,環氧基開環的結果,阻止了胺離子與環氧進一步的接觸。有些企業在介紹產品使用時,說只要在施工前將液體環氧,采用簡單機械裝置分散在水溶性固化劑中成為乳液,那樣乳液粒徑會很大(有2μm以上),最終我們看到的結果是:由于環氧粒子表面已發生交聯反應,導致環氧粒子表面變硬,從而又阻止了固化劑與環氧樹脂粒子進一步的反應。形成一種夾心餅干式的漆膜。由于樹脂和固化劑的分布不均,導致漆膜不能形成有效的連續的網狀結構,影響了漆膜的使用性能。 

         還有一種情況值得重視,水溶性胺溶液中存在兩種離子,有機銨陽離子和乙酸根陰離子,與環氧樹脂混和后,陽離子與環氧基開環反應,陰離子不參與反應,也不能從涂膜中及時除去,在常溫狀態下乙酸也不會自動分解揮發,顯而易見它只能以游離的狀態存在漆膜中,這一點從漆膜的耐水試驗可清楚的發現。另外為保證水溶性固化劑的穩定,必須加入羧酸,過量的羧酸導致體系的pH 8~9,鐵是兩性氧化物,在水中很容易受到水中的溶解氧的腐蝕,生成鐵的氧化物,這就是我們所說的閃蝕。加入閃蝕抑制劑會有一定效果,但始終是治標不治本,閃蝕抑制劑在水中的穩定性和儲存性怎樣,還有待于考證。第2代水性環氧成膜后,很難達到溶劑型環氧的力學性能、耐化學腐蝕等基本性能。如連基本性能都保不住就失去了水性意義,所以提出的水性化的前提,必須是以保持或接近油溶型環氧所具有的基本性能為基準。(以上資料環氧樹脂專業網)

          漢中水性環氧固化劑H201B屬于上述資料中歸類的第2代水性環氧固化劑,生產工藝簡單,原材料豐富,成本較低,但正如上述資料所述,存在很大缺陷,漢中公司于2005年將此類產品淘汰。

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