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表3是雙端羧基聚乙二醇用量對(duì)環(huán)氧水分散體的粒徑、不亂性的影響情況。這樣兩種環(huán)氧乳化劑不僅和環(huán)氧樹脂有相似的結(jié)構(gòu),又施展了兩者的共同上風(fēng),從而有利于進(jìn)一步降低分散體的粒徑,又有利于進(jìn)步分散體的不亂性[9-10]。
1.2.實(shí)驗(yàn)過程
聚乙二醇4000(分析純),天津市羅密歐化學(xué)試劑廠;環(huán)氧128(產(chǎn)業(yè)品);路易斯酸,自制;乙二醇單丁醚(分析純),天津市大茂化學(xué)試劑廠,湖南大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院;雙酚A(分析純),長沙歐化科技有限公司;三苯基磷(分析純),長沙市湘科精細(xì)化工廠;雙端羧基聚乙二醇(分子量1700,分析純),安徽恒遠(yuǎn)化工有限公司。
假如聚乙二醇的分用量過高,聚醚鏈段分子鏈就會(huì)加長,使乳化劑的親水性就會(huì)增強(qiáng),親油機(jī)能就會(huì)降低;反之乳化劑親油性增強(qiáng),親水機(jī)能降低;故只有當(dāng)聚醚鏈段的分子量和親油基團(tuán)的分子量達(dá)到某一平衡值時(shí),才能起到良好的乳化作用,聚乙二醇和環(huán)氧128的摩爾比對(duì)乳化劑的機(jī)能影響如表1所示。表2是反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑用量對(duì)終極環(huán)氧水分散體的粒徑、不亂性的影響情況。然而,大多數(shù)環(huán)氧樹脂不溶于水,只溶于芬芳烴及酮類有機(jī)溶劑,同時(shí)和這些環(huán)氧樹脂配套的固化劑通常也含有有機(jī)溶劑,這些有機(jī)溶劑在出產(chǎn)、施工、固化的過程中會(huì)排放出大量的VOC,對(duì)環(huán)境和附近人群健康造成威脅。在另一反應(yīng)釜中加入配方量的環(huán)氧樹脂128,在160℃前提下采用雙酚A擴(kuò)鏈環(huán)氧128,然后加入少量雙端羧基聚乙二醇保持反應(yīng)進(jìn)行20min,使擴(kuò)鏈后的環(huán)氧樹脂128天生一種具有自乳化能力的環(huán)氧樹脂;接著再加入反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑,使擴(kuò)鏈后的環(huán)氧128反應(yīng)使其天生另一種具有自乳化能力的環(huán)氧樹脂;當(dāng)上述乳化系體的EEW=510~530后,加入助溶劑乙二醇單丁醚,總量32.0%的去離子水,降溫至60℃;接著進(jìn)步攪拌速度為3000r/min,以5min/mL的速度滴加剩余的去離子水,保持20min后,在分散機(jī)上以4000r/min的速度分散約30min,再用冰水混合物冷卻至室溫即可。
采用PEG4000和環(huán)氧1281.25∶1反應(yīng)制備非離子型反應(yīng)環(huán)氧乳化劑具有優(yōu)良的乳化效果;當(dāng)反應(yīng)型乳化劑用量和分散體總量比擬即是22.0%時(shí),所得分散體的粒徑最小,可以達(dá)到1.18μm,而且不亂性強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)證實(shí),只有當(dāng)雙端羧基聚乙二醇用量即是0.44%時(shí),所制得的水分散體不僅不亂機(jī)能強(qiáng),而且粒徑較小,達(dá)到0.58μm,其粒徑分布詳細(xì)如圖2所示。用先加雙端羧基聚乙二醇再加反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑的方式可以獲得粒徑小、不亂性高的環(huán)氧水分散體,其固含量為52.2%,粒徑只有0.58μm,3000rpm在0.5h不分層,可直接和水性固化劑混合使用,無需高速分散。
2.2.反應(yīng)型乳化劑對(duì)水分散體的影響
從表1可以看出,當(dāng)聚乙二醇和環(huán)氧128配比為1.25∶1制得的乳化劑不亂性較好,乳化能力強(qiáng),制得的環(huán)氧水分散體粒徑很小,而且機(jī)能也很不亂。
2.3.雙端羧基聚乙二醇對(duì)水分散體的影響
從表2的結(jié)果可以看出,當(dāng)乳化劑用量在分散體總量中大于22.0%時(shí),所得分散體的粒徑有所變大,達(dá)到2.85μm,而且不亂性也變得很差;當(dāng)乳化劑用量在分散體總量中小于22.0%時(shí),所得分散體的粒徑有所變大,甚至能達(dá)到了10m左右;只有當(dāng)乳化劑用量在分散體總量中即是22.0%時(shí),所得分散體的粒徑最小,可以達(dá)到1.18μm,詳細(xì)粒徑分布如圖1所示。但當(dāng)乳化劑用量過多時(shí),會(huì)造成原料的鋪張;當(dāng)乳化劑用量太少時(shí),無法使擴(kuò)鏈后的環(huán)氧128全部天生具有自乳化能力的環(huán)氧樹脂。
1.1.試驗(yàn)原料及配方
1·實(shí)驗(yàn)部門
本文首先制成非離子反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑,再用擴(kuò)鏈劑雙酚A將環(huán)氧128擴(kuò)鏈,接著在擴(kuò)鏈后的環(huán)氧128中依次加入少量雙端羧基聚乙二醇和反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑;最后利用相反轉(zhuǎn)化法將上述反應(yīng)物制成環(huán)氧水分散體。
目前比較多采用的環(huán)氧樹脂水性化方法主要有直接乳化法、相反轉(zhuǎn)化法、化學(xué)接枝法、固化劑法等,前兩種方法通常水性環(huán)氧乳液粒徑太大,而接枝法通常會(huì)導(dǎo)致終極涂料涂膜的耐水機(jī)能下降[1-3]。而自乳化環(huán)氧樹脂則有較前幾種方法更優(yōu)異的機(jī)能,由于其和環(huán)氧樹脂具有非常好的結(jié)構(gòu)相似性,可以有效阻礙乳化劑脫離環(huán)氧樹脂,這樣即可增加乳化效率,降低樹脂分散體的粒徑,進(jìn)步其不亂性,施工前無需在乳化,使用非常利便[4-6]。
環(huán)氧樹脂經(jīng)由擴(kuò)鏈以后,其本身沒有自乳化功能還不能分散在水中,只有通過連接反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑后才能使其本身具有自乳化分散機(jī)能。該分散體可用于制備高機(jī)能水性環(huán)氧樹脂涂料用于金屬防侵蝕及地坪涂料等
4·結(jié)論
從表3可以看出,當(dāng)雙端羧基聚乙二醇用量大于或小于0.44%時(shí),分散體粒徑變大,不亂性降低。
訊:因?yàn)橐云淞己玫挠捕?、附著力、柔韌性、耐沖擊、耐化學(xué)藥品、特別是在涂料、復(fù)合材料等眾多領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)雙端羧基聚乙二醇用量即是0.44%時(shí),不僅不亂機(jī)能強(qiáng),而且分散體粒徑最小,可以達(dá)到0.58μm。
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2.1.聚乙二醇和環(huán)氧128摩爾比對(duì)乳化劑的影響
2·結(jié)果討論
在90℃溫度下,將配方量的PEG4000和環(huán)氧樹脂128加入到反應(yīng)釜中,加入催化劑,反應(yīng)1h后升溫到120℃,保溫4h后制得淡黃色反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑。
在環(huán)氧128擴(kuò)鏈后,先加入少量雙端羧基聚乙二醇使其和擴(kuò)鏈后的環(huán)氧128反應(yīng)天生一種陰離子型-反應(yīng)型的環(huán)氧乳化劑,接著再和擴(kuò)鏈后的環(huán)氧128反應(yīng)天生一種具有自乳化能力的環(huán)氧樹脂,接著再讓絕大部門未反應(yīng)完的擴(kuò)鏈后的環(huán)氧128和非離子-反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑天生另一種具有自乳化能力的環(huán)氧樹脂。
在制取環(huán)氧水分散體時(shí),必需先通過環(huán)氧128和聚乙二醇反應(yīng)天生反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑。其中,聚乙二醇參在反應(yīng)后,在體系中形成了不規(guī)則的嵌段聚合物,充當(dāng)乳化劑的作用,其中聚醚鏈段是親水基團(tuán),有親水作用;而雙酚A縮水甘油醚鏈段是親油基團(tuán),溶于油相中[7-8]。模式很好,值得借鑒
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