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户外粉末涂料用环氧树脂的品种、性能、制备与应用


作者:梁平辉

表5.不同脂环族环氧的粉末涂料配方性能比较

          配方号

指标

6 7 8 9
凝胶时间180℃秒 190 280 195 195
充分固化 180℃15分 180℃15分 180℃15分 180℃15分
膜厚μm 62 48 58 60
光泽 60度 95 95 96 95
20度 86 83 88 85
黄变指数yi 0.4 -1.3 -0.4 -0.6
涂膜流平级** 10 10 10 11
丙酮摩擦(1分)级* 3 3 3 3
冲击强度正 kgcm 160 >160 160 160
冲击强度反 kgcm 100 >160 140 120

        Rickert; Christoph还将上述脂环族环氧树脂与已在粉末涂料中商品化应用的三种缩水甘油酯型环氧树脂进行了反应活性对比,以聚酯树脂Uralac 3489.为固化剂,羧基对环氧基mol0.951加入0.2%安息香,1.5%丙烯酸酯流平剂,共混挤出,制得无填料粉末,测试在180凝胶时间,在200℃15分固化后的凝胶百分率以及固化物的玻璃化转变温度Tg.180℃固化体系粘度,结果如表6

表6.不同环氧树脂与聚酯树脂配制的粉末固化体系对比

环氧树脂及用量 凝胶时间180℃秒 凝胶量%200℃15分固化后 固化后Tg, 180℃固化体系粘度pa.s
试验8 7.8% 375 93.5 76 10700
PT910* 7.2% 450 80.4 72 510
XB912* 7.2% 390 89.0 73 2100
PT810* 5.2% 210 95.2 76 9050

Uralac 3489*由间苯二甲酸、对苯二甲酸、新戊二醇制得的聚酯树脂,酸值28 mg KOH/gTg 70

  Araldite PT910*,75%对苯二甲酸缩水甘油酯与25%均苯三酸缩甘油酯固体混合物。 
  XB912*,60%对苯二甲酸缩水甘油酯与40%均苯三酸缩水甘油酯固体混合物。
  Araldite PT810*,三聚氰酸三缩水甘油酯,即TGIC.

从上对照看出,所得脂环族环氧树脂较Araldite PT910XB 912具有更高反应活性,与Araldite PT810 基本相当。

1.2脂环族缩水甘油醚型环氧树脂

脂环族缩水甘油醚型环氧树脂相对传统的脂环族环氧树脂制造工艺路线较短,比较易于工业化。其生产过程与双酚A型环氧树脂基本相似,但其原料特性与双酚A不同,因此需要采用不同的制造方法。这类环氧树脂与传统的脂环族环氧树脂相比,固化产物同样具有优异的耐候性、耐化学性及电气绝缘性,尽管某些品种的耐温性不及传统的脂环族环氧树脂,但作为外户外粉末涂料使用,足可满足其耐温要求。此外,由于这类环氧树脂的环氧基不是直接连在脂环上,而是在侧链的缩水甘油基,因而反应活性更高,例如,可用胺类固化剂室温固化3。由于成本与性能方面的优势,该类环氧树脂最有可能进行较大规模使用。

脂环族缩水甘油醚型环氧树脂的品种,国外主要是氢化双酚A的缩水甘油醚,低分子量产品为液态,高分子量产品为固态,日本东都化成公司及其技术输出的韩国国都化学以及我国台湾南亚公司生产牌号为ST系列产品,从最低粘度的ST-1000到软化点为95-105℃的ST-4100DST-5100,日本新日本化学、旭电化也有类似产品。国内,常熟佳发化学公司生产低分子量的氢化双酚A的缩水甘油醚,但尚未生产高分子量产品。其他脂环族缩水甘油醚,除了常熟佳发化学公司生产环己二醇衍生物缩水甘油醚外,还有岳阳石化总厂研究院试制的酮醛环氧树脂,该种树脂采用分子中具有多个饱和六元环结构的环己酮甲醛树脂为原料,利用其两端的羟甲基与环氧氯丙烷反应,制得具有多脂环结构的固态环氧树脂。利用该树脂与聚酯树脂制成的粉末涂料,涂膜光泽好,但反应活性比TGIC慢,活性较低,固化时间长且高温长期烘烤易于变黄;由于分子中不饱和羰基的存在,可能对耐候性也有一定的影响。如能将分子结构中的羰基加氢还原成羟基,再进行环氧化,不但能增加其耐候性,而且分子中环氧基含量将大大增加,固化产物将具有更好的机械强度,这样,可作为生产粉末涂料的理想户外环氧树脂。

 

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