环氧树脂在涂料中的应用.doc

环氧树脂在涂料中的应用南建材2003年4期环氧树脂在涂料中的应用陈凌霞孙方民黄宇芳郑州师范高等专科学校(450015)目前我国涂料行业年使用环氧树脂约5.5万吨,约占环氧树脂总用量的46%.预计涂料行业使用环氧树脂的年均增长率约8.9%;2005年涂料行业用量将达10万吨.本文拟对环氧树脂在水性涂料,粉末涂料和防腐涂料中的应用作一综述.1水性环氧树脂涂料水性环氧树脂是指环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系.由于环氧树脂是线型结构的热固性树脂,所以旋工前必须加入水性环氧固化剂,在室温环境下发生化学交联反应,环氧树脂固化后就改变了原来可溶可熔的性质而变成不溶不熔的空间网状结构,显示出优异的性能.目前水性环氧树脂的应用有以下方面:1)混凝土封闭底漆:水性环氧树脂涂料可在湿的或新浇注的混凝土表面旋工,对混凝土表面有良好的附着力,可以封闭混凝土毛细管的水汽,并可防止泛碱,适合作为混凝土封闭底漆.在封闭底漆上面可旋工溶剂型或水性环氧地坪涂料.2)工业地坪涂料:水性环氧树脂涂料气味小,涂层表面易于清洗,特别适用于医院,食品厂,超市,乳品厂和化妆品厂等需要保持高度清洁的场所.如需二次装修,不影响重涂性,新老涂层仍保持良好的粘附性.3)木器漆:采用双组分体系水性环氧树脂涂料,涂膜固化后具有较高的硬度和良好的抗刮伤性,配成清漆可用于木质地板,替代目前市场上广泛使用的溶剂型聚氨酯水晶地板漆和聚酯家具漆,配成色漆可替代溶剂型环氧树脂和聚氨酯磁漆,用于厨房,家具和机械设备等.4)防腐涂料:水性环氧树脂防腐涂料现已商品化的有水性环氧铁红防锈漆,水性环氧磷酸锌防锈漆,水性环氧富锌底漆和水性环氧云母防锈漆,其防锈漆性能较市场上常见的苯丙,乙丙水乳型防锈漆和水性环氧酯防锈漆性能有很大提高,是发展最快的水性涂料.水性环氧防腐涂料已应用到溶剂型环氧防腐涂料领域.5)防水材料和防渗堵漏材料:水性环氧树脂涂料与水泥,沙子配合使用可用作防水材料,环氧树脂的交联网络和水泥的水化固化使防水材料具有良好的防渗堵漏效果.用于屋顶地面的裂缝修补,数小时后就不漏水.6)水泥砂浆修补材料:环氧乳液水泥砂浆修补材料是一种聚合物水泥砂浆,与水泥,沙子等多种材料有良好的配伍性和粘结性,自身机械强度高,耐久性好,旋工方便,并具有可在潮湿和带水环境下粘结修补的优点.在大坝,水闸等水利工程和道路桥梁修补中应用较多,增强和防渗效果良好.7)胶粘剂:水性环氧树脂涂料一般在环氧基与胺氢比例为0.7:11.3:1均可固化,不需严格计量混配.作为胶粘剂,水性环氧树脂可应用在新老混凝土的粘结,水泥预制品的修补和纸塑复膜用胶粘剂等.8)玻璃纤维浸润剂:环氧树脂分子中的极性羟基和醚键对玻璃纤维表面有很强的粘附性,对玻璃纤维有良好的保护功能和集束性.环氧树脂作为成膜剂与其他组分配合,有利于浸润剂的稳定储存.9)铝箔用防腐底漆:空调亲水铝箔上的防腐涂层通常采用水性环氧涂料,涂层有良好附着力,能够耐强碱.10)核设旋用涂料:水性环氧树脂涂料固化后形成的涂膜很容易去除放射性污染,很多国家已批准水性环氧树脂涂料用于核电站设施.2粉末涂料由于环境意识增强,粉末涂料日益受到重视.欧美等国家从60年代开始生产,产量己占有机涂料的20%,而且呈持续增长的势头.环氧树脂的用量在我国粉末涂料中占首位,为40.4%.环氧树脂/固化剂体系具有以下优良性能:2003年4期陈凌霞等:环氧树脂在涂料中的应用37固化加成作用中没有挥发物放出;不必使用底漆,有优良粘接性;可有大范围的膜厚度;表面光泽可从高光泽到无光泽进行调节;高的颜料填充剂可使制造更经济;高硬度同时具有柔性好和耐冲击性;耐多种化学物品;耐热性好.环氧树脂制备粉末涂料用途很广,如作为机关学校设施,冰箱,冷柜,洗衣机,汽车驾驶盘,农机设备,管线外部的涂料.3防腐涂料环氧树脂由于具有优异的耐酸,碱及化学腐蚀性能,环氧树脂通过环氧结构改性,橡胶改性,填充无机填料,膨胀单体改性后可以制成防腐涂料3I.用酚醛树脂对双酚A型环氧树脂进行改性生成的酚醛环氧树脂是开发较早,较为成熟的多官能度环氧树脂的重要品种,它固化后具有较高的交联度,同时由于骨架中大量苯环的存在,使其具有较高的热变形温度和优良的热稳定性,兼有双酚A型环氧树脂和酚醛树脂的优点.环氧树脂固化物的内应力较大,发脆,高温下易降解,易受水影响.用橡胶进行改性,可以降低其内应力,增加韧性,提高耐热,耐油,耐水,耐候性等性能.为提高无溶剂环氧树脂的韧性,国内外普遍采用各种弹性体的低聚物作增韧剂,橡胶相的主要作用在于诱发基体的耗能过程.除了用弹性体增韧外,由于高分子相容理论的发展和相容技术的进步,使热塑性树脂与环氧树脂合金化成为可能.另外,用热塑性树脂与环氧树脂形成半互穿网络,既可保持良好的韧性,低吸水性,又保持了良好的耐化学品性,尺寸稳定性等.常用的热塑性树脂有聚砜,聚酰亚胺,聚苯醚,液晶高分子等品种.采用刚性无机填料改性环氧树脂,可以降低涂料的成本和改善涂料性能L6j.例如:可降低树脂的流动性.收缩性和固化时因放热引起的温升,并可不同程度地提高涂料的耐酸性,耐磨性,耐热性和导热性等.目前已有象玻璃片,云母,耐蚀金属片,有机材料等鳞片树脂涂料.4结语环氧涂料的发展趋势是降低污染,提高质量和安全性,开拓功能,向高固含量,无溶剂和水溶性方向发展.重点开发罐用涂料,防腐涂料,功能性涂料和环保型涂料及其推广应用.特别是水性环氧体系的品种开发和质量提高,将会在汽车工业(如电泳涂料),家电行业,食品行业(如罐用涂料),化学工业(如防腐涂料),建筑行业(如地坪涂料,建筑胶黏剂,环氧砂浆及混凝土)等应用领域获得突破性进展.如在电子领域,有机硅树脂改性环氧树脂获得的聚合物乳液具有应力低,稳定性好和绝缘性强的特点,可生产用于多种基材的涂料,适于制备电子元器件的保护涂层和密封胶.国外有研究人员采用悬浮聚合法制备出一种可用于电子成像器感光涂层的有机硅聚合物乳液,该聚合物具有良好的光敏感性和高成像分辨率.粉末涂料方面,耐候性粉末涂料的应用市场增长速度将高于其他品种粉末涂料.今后我国粉末涂料的重要市场是输油,输气和输水用各种管道内外壁及钢筋门窗等建筑材料的涂装.根据国际潮流,汽车底漆二合一涂装和汽车,拖拉机各种零件的涂装,与高速公路相配套的护栏杆和保护网的涂装等也是耐候性粉末涂料的重要市场.目前美国环氧涂料已超过了醇酸涂料和丙烯酸涂料,主要用于容器和密封,西欧主要用于饮料包装,中国主要用于生产罐用涂料和防护涂料.国外纯环氧涂料生产呈现下降趋势,仅占2.6%,而环氧/聚酯粉末涂料已上升到50%左右.此外,大量使用的还有环氧/丙烯酸粉末涂料.从总的发展趋势看,今后环氧涂料发展方向是超薄膜化及10012以下低温固化和高温快速固化等新型品种.参考文献1刘德峥主编.精细化工生产工艺学.北京:化学工业出版社,2O00:45.2刘俊峰.高性能高固体份涂料的开发及应用.化工新型材料,1998,26(1):21.3储九荣.环氧树脂高性能化的方法与机理.化工新型材料.1998,26(10):16.4DhanalakShmiM.Evaluationofpoly(epoxychlorinatedrubbersilkx3ne)polymerpolymerC(IlpteCratingSystem.AntiCormsionMethodsandMaterials,1997,44(6):361.