树脂再生剂粉末?聚酯环氧树脂粉末涂料的制备及涂装

摘要:通过分析各种环氧树脂及其固化剂的结构特点,阐述这些结构特点对粉末涂料性能的影响。

环氧树脂是指含有α-甲基环氧乙烷基的热塑性树脂,它们可以通过化学交联形成不熔不融的热固性聚合物。从化学上讲,环氧树脂指分子末端、环状结构间或者其它中间位置上含有两个及以上环氧基、同时又可以通过化学交联生成热固性固体的一类物质。由于环氧树脂具有优异的防腐、绝缘、耐热、柔韧性、装饰性,因此,环氧粉末涂料多用于管道、钢筋、阀门、卷材、室内装饰、绝缘等领域。

常见的环氧树脂的固化剂有胺类、酚类固化剂,它们的结构特点决定了涂层具有特定的物理化学性能。

双酚a型环氧树脂由双酚a和环氧氯丙烷聚合得到,根据合成方法不同,有一步法、二步法两种。环氧值、软化点、有机氯、无机氯是评估环氧树脂性能的重要指标。双酚a结构具有优异的防腐性能、热稳定性能,以及一定的刚性,便于粉末储存和磨粉。醚键具有优异的柔韧性和耐水解性能,羟基提高涂层与底材的附着力,环氧基团提供固化交联基团。n为重复单元的个数,n值越大,环氧树脂型号越高,分子链越长,分子量越大,粘度越大,环氧值越低,环氧当量越高,柔韧性越好。

树脂再生剂粉末?聚酯环氧树脂粉末涂料的制备及涂装

双酚a型环氧树脂中含有大量的苯环,耐候性能差,由它制成的环氧粉末涂料不能在户外使用。将环氧树脂中的苯环用饱和六元环代替,这类环氧树脂称为氢化双酚a环氧树脂,氢化双酚a环氧树脂分子结构见图2,r2、r3代表甲基。

树脂再生剂粉末?聚酯环氧树脂粉末涂料的制备及涂装

氢化双酚a环氧树脂不仅具有双酚a环氧树脂的优点,还具有优异的耐候性能。氢化双酚a环氧树脂固化后生成的涂膜经老化后物理机械性能基本没变,相对于双酚a型环氧树脂,它的耐候性能得到提高。

双酚a型环氧树脂官能度为2,涂膜的交联密度低,耐热、防腐性能差。多官能团环氧树脂官能度大于2,固化后涂膜的交联密度高、防腐性能好,粉末涂料常用的多官能团环氧树脂的官能度为4,如:四酚基乙烷环氧树脂等。

四酚基乙烷环氧树脂又称四酚基乙烷四缩水甘油醚(t-pgee),属酚醛型环氧树脂,由苯酚与乙二醛在酸性催化剂存在下反应制得的四酚基乙烷,再与环氧氯丙烷在氢氧化钠催化下反应制得。四酚基乙烷环氧树脂室温下为固体,软化点75~80℃,环氧值0基团的吸电子能力强,造成双氰胺分子中n-h的反应活性差,通常需要加入咪唑促进剂。-cn被邻甲苯取代得到取代双氰胺,结构如图9,提高了双氰胺的反应活性,可以降低固化温度。将咪唑促进剂分别与双氰胺、取代双氰胺混合可以制得加速双氰胺或加速取代双氰胺。

树脂再生剂粉末?聚酯环氧树脂粉末涂料的制备及涂装

从固化基团看,己二酸二酰阱(adh)等酰阱类固化剂中的-nh与环氧基团反应,它也可以被看成是胺类固化剂,它主要应用在管道粉、绝缘粉领域。咪唑中含有n-h,而且它非常活泼,它既能起到促进剂的作用,也可以与环氧树脂反应,它也可以被看作环氧树脂的一种胺类固化剂。

从分子结构上看,酚类固化剂可以看成是双酚a封端的环氧树脂,从这个角度说,各种类型的环氧树脂都可以制得相应的酚类固化剂,因此,酚类固化剂种类繁多,具有的特性也不一样。

作为在中国受欢迎程度较高的环氧类固化剂,酚类固化剂具有许多优点。酚类固化剂与环氧树脂结构相似,相容性好;含有大量的羟基,涂层附着力好。酚羟基具有较强的极性,固化速度快、温度低。在酚类固化剂中加入促进剂、流平剂可以制得低温固化的酚类固化剂。

酚类固化剂的合成反应如图10。

树脂再生剂粉末?聚酯环氧树脂粉末涂料的制备及涂装

环氧类粉末涂料在装饰、防腐、绝缘等功能领域应用将会越来越广,单靠一种或几种环氧树脂或单一的固化剂都难以满足所有性能要求,因此,需要对环氧树脂进行改性或者设计新型结构的环氧树脂。合适的环氧树脂和固化剂可以制得具有特殊性能的环氧粉末涂料。

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