水基环氧胶粘剂的制备及应用.pdfVIP

2010第二届中国建筑胶粘剂发展论坛 水基环氧胶粘剂的制备及应用 马学明V ■ ，’ (成都610041) 摘要：介绍合成反应性乳化剂的技术路线、制备水基环氧树脂乳液的方法及水基环氧胶粘剂配方和应用方 面的新进展。 关键词：环氧树脂；水基乳液；反应性乳化剂；胶粘剂 1前言 随着人们环保意识的增强，世界各国都相继制定了限制涂料和胶粘剂中VOC(挥发性有机物含量)的法 律、法规，我国也于2004年7月开始实施限制VOC的国家标准，因此，环氧树脂的水性化受到业界的重视。 水性化的重要途径是把疏水性的环氧树脂制备成水基环氧树脂乳液，广义地说是制备成水乳化型环氧树脂 一固化剂配合物。这种水基环氧树脂乳液同水溶性环氧树脂相比有更高的固含量和更低的黏度，固化后有 更好的耐水性和耐腐蚀性，用于水性涂料及胶粘剂有明显的优势。自20世纪70年代以来，世界许多大环氧 树脂公司都投入较大的力量进行水基环氧树脂乳液及配套固化剂的研究开发，不断推出环氧树脂乳液、自乳 化环氧树脂、水性环氧固化剂、自乳化环氧固化剂等新产品，并提供相应的应用配方进行推广。目前，防腐涂 料、地坪涂料是环氧树脂乳液的主要应用领域，发表的论述较多，本文主要介绍近年来在胶粘剂方面的进展。 制备水基环氧胶粘剂首先要制备水基环氧树脂乳液，而制备水基环氧树脂乳液关键是选择一种好的乳 化剂，即表面活性剂。水基环氧树脂乳液技术的进展很重要的表现在乳化剂的优化，选择更好的乳化剂使得 环氧树脂在水中分散的粒子更小、更均匀，从而使得到的乳液更稳定，固化更完全。近年来，大多采用反应性 乳化剂(也称活性乳化剂)，即带有能参与固化反应的活性基团的乳化剂。它不会像以前使用的一般乳化剂 那样，在环氧树脂固化时会从固化物析出影响表面性能，而是成为固化物的组成部分，并具有增韧等改性作 用。 2合成反应性乳化剂的技术路线 2．1聚醚多元醇同带环氧基的化合物反应 聚醚多元醇也称聚氧烷亚基多元醇，由于分子中含有大量氧烷醚链段，具有较强的亲水性，所含的羟基， 最好是端羟基，能同环氧化合物的环氧基反应，其反应产物作为反应性环氧乳化剂有很好的效果，是目前制 备水基环氧树脂乳液使用较多的一种乳化剂。这种乳化剂可以含有羟基和环氧基，也可以只含环氧基，可以 通过加料的羟基／环氧基的比例来调节。根据有关专利报道[1吲，n羟基：n环氧基一般为1：0．5～1：10， 以及环氧化合物结构来调节，得到对选定的环氧树脂具有最佳效果的反应性乳化剂。 乙烷／环氧丙烷的嵌段共聚物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等，也可以使用这些聚醚二醇的混合物。 安徽新(恒)远化工有限公司欢迎您 一107— 建筑胶粘剂网WWW．buildingadhesive．com 都使用双酚A型环氧树脂。 反应温度与使用的催化剂有关，一般在50--．．200。C之间。效果较好的催化剂是三氟化硼一胺络合物、三 氟化硼一乙醚络合物和水合四氟硼酸。催化剂用量一般为0．1％-1．0％。 合成反应的过程和终点可以通过测定反应物的环氧当量来确定，得到的反应性乳化剂EEW一般在 400～10000 g／eq，常温下为蜡状物。 2．2由端羧基聚醚制备含环氧基的反应性乳化剂 同样是利用聚醚链段的亲水性，在其两端接上疏水性的环氧化合物，成为反应性环氧乳化剂。端羧基聚 法[s1是直接同过量双酚A型环氧树脂反应生成聚醚羧酸的环氧酯，两端保留环氧基。n羧基：n环氧基可以 2．O％。 氧基的反应性乳化剂。这种乳化剂的特点是制备环氧树脂乳液时用量少，仅用固体含量的2％～7％，乳液平 均粒径可以达到0．5|I m以下。制备的乳液pH值低于9．5，提高了贮存稳定性，室温存放1年不发生可见的 相分离。 2．3聚醚胺同环氧化合物反应 聚醚胺一般是环氧乙烷／环氧丙烷共聚醚分子的一端或者两端带有胺基，胺基同环氧基反应比较容易， 可以选用各种类型的环氧化合物与其进行反应制各反应性环氧乳化剂。 用聚醚胺同液态双酚A型环氧树脂在120～160C反应，不需要加催化剂，便可得到带环氧基的乳化剂 [羽。。也可以同聚醚型环氧树脂，如聚丙二醇二缩水甘油醚反应得到乳化性能更好的乳化剂，用于制备