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环氧树脂分子成膜的粒径有多少

发布时间:2024-10-26 23:20:32

⑴ 涂料成膜有哪几种方式简单说出其各自的影响因素

涂料的构成,由于基料的不同,科冠涂料成膜机理也就不同。如以干性油为主要基料的油性漆,和以干性油及树脂为主要基料的磁的磁性漆,它们干结成膜的过程,都以氧化和聚合化学反应为主要的成膜机因;不含干性油的树脂漆类,就不会有氧化聚合性的化学变化,只要涂料中溶剂全部挥发,即可凝结成膜;还有依靠固化剂固化或加热烘烤才引起涂料结构变化干结成膜的,如环氧漆、聚氨酯漆就属于固化剂固化类型的漆,像氨基醇酸漆则是属烘干聚合型涂料。不过所有这此涂料成膜,无论是哪种反应机理,从涂层形成开始到逐步老化、破坏,始终是不间断进行着的,只是这些涂料在成膜后,反应速度大幅度减缓,它的减缓速度,则以涂层成膜物不同性能差异而已。
1.2涂膜的保护性由哪些重要因素决定:
1)漆膜本身的机械性质和化学性质。
2)漆膜的附着力,即漆膜和被涂物表面的牢固联结。
第一个因素,实际决定于涂料各个组分的物理性质和化学性质。第二个因素,既决定于被涂物基体的物理性质和化学性质及涂漆前表面预处理状态,又决定于基体和涂料之间的附着力。
金属的物理性质,是指金属表面由于原子运动的关系,总是吸附其它物质的分子、原子和离子。这种吸附性,往往使得金属表面发生各种变化,如吸附空气中的氧,会逐渐转化为氧化层。除氧以外,还会吸附其它物质的分子、原子和离子,这就会引起金属表面的更大变化,这些变化无疑是会影响与涂层的关系。
从化学性质方面讲,由于种种原因,基体表面有气也和裂缝存在,即使经过良好加工过和,当用高倍显微镜观察金属表面时,仍布满了气孔和裂缝。产生这些气孔和裂缝原因会是很多的,有可能是金属结晶形成的;也有可能是由于已经生成结晶因受应力作用而变形而产生的。不管是何原因,这些气孔和裂缝肯定是要对涂层与金属之间的关系起着微妙的作用。至于涂料与基体表面之间的附着力,实际是涂料湿润性和基体本身结构及金属表面有污垢等的关系。假如涂料本身存在湿润性不良,或金属表面存在过深的孔隙,涂料只能润湿到凸起处,无法润湿到谷底,涂层没有形成连续膜层,凸起处的涂层也就容易被剥离和损伤。假如金属表面又有油污,即使是极轻微的油污,也会使涂层与基体之间受到阻隔。上述所有这一切都是影响附着力的因素,也是涂层无法发挥其对基体保护作用的重要因素。涂漆前做好表面处理是极其重要的。
1.3涂膜的抗腐蚀作用:
主要决定于涂料中主要成膜物质的性质,也和涂料中的颜料的性质有关。抗腐蚀性能好的主要成膜物质,其质量应该是:1、对介质应有良好的稳定性;2、必须有不被介质溶解特性;3对金属或其它基体有良好的附着力。涂料中颜料和防锈颜料三大类,虽然着色颜料和体质颜料在涂料中的作用是多方面的,但真正能起到独特防腐蚀效果的还是防锈颜料。涂层的抗腐蚀作用,主要取决于涂料中的主要成膜物质和颜料的特性。若再配以完善的施工工艺,就更能使涂层抗腐蚀效果得到充分发挥。

1.4涂料的粘度与施工有何关系:
粘度是液体分子间相互作用而产生阻碍其分子间相对运动能力的量度,也表示液体流动时所产生的摩擦力即内摩擦的大小。在粘度表示方法中,有绝对粘度,也叫动力学粘度;条件粘度也叫相对粘度,运动粘度,比粘度等。在涂料生产和施工中,一般都以条件粘度表示方法为多。最简便的涂料粘度测定仪器是涂-4粘度计。对于涂料施工来说,涂料粘度过高会使施工困难,刷涂拉不开刷子,或留下刷痕,喷涂时,会堵塞喷嘴,漆料雾化差、流平性差、表面不平滑等;涂料粘度过低,会造成流挂,形成上薄下厚的不均匀涂膜,起不到涂膜应有的保护作用。或干燥后因涂腊太薄不盖底,增加喷涂次数。所以涂料施工时,必须严格控制和测定施工粘度。涂-4粘度计用于测定条件粘度不高于150s(涂-4杯)的涂料产品粘度,并必须按国家标准GB/T1723—93涂料测定法规定进行。用涂-4粘度计测粘度,应将待测涂料和流量杯的温度调到(2±0.5)0C,测试时,用手指堵住流量杯的漏嘴,慢慢倒入试样,用直尺沿杯边缘刮一下,以使杯正好装满试样刮去多余涂料;在流量杯下放一适宜容器,使漏嘴出口到容器接受试样表面的距离大于100mm;放开手指,同时开动秒表,当试样流束第一次中断时即停住秒表,记录流出时间。这样,以同样方法,测试两次,两次测定误差不应超过平均值的2% 。
1.5涂料的细度与涂膜质量有何关系:
涂料细度,是指色漆内颜料颗粒粗细或分散均匀程度的指标,以向来微米来表示。按国家GB/T1724—89涂料细度测定法规定,用刮板细度计来测定涂料细度。方法是:取少量涂料放置在细度计上,用刮刀均匀地刮下,观察微粒有数颗同时出现的位置,读出刮板上该位置的数字,即为所测涂料的细度。

涂料中除清漆外,色漆(包括底漆)都有一定量的有机颜料、无机颜料和体质颜料,这些颜料的使用,由于选用的品种和研磨等到关系,就必须对涂料的细度提出要求,通过对色漆细度的测定,可看出颜料在涂料中的分散程度。颜料在漆料中的分散度对色漆漆膜的光学性质和保护性能以及贮存稳定性有很大的影响,所以涂料的细度,是涂料厂出厂产品的重要指标之一。
一般使用单位,对涂料的细度是不再作检验的,但有时也会发现,新打开一桶漆,虽经150~180目过滤网数次过滤,但涂层表面仍有粗粒密布,无论再采取什么措施,也无法改进,这就可能是生产厂家,涂料研磨出了问题或漏检细度指标。处理这种情况,若粗粒程度尚好,可作底层漆使用,干燥后,经打磨再喷面漆。若粗粒太严重,就只能退回生产厂重新研磨返工了。
1.6涂料的“三防”性能:
指防湿热、防盐雾、防霉菌。这是为涂层在湿热带环境条件下长期使用防老化而制定的技术要求。高温、高湿是湿热带地区最重要的特点之一。我国的福建、台湾、广东、海南等几个省,就具有湿热气候的特点。在那儿的工业产品,最易长霉和被腐蚀。因此为保护在这些地区的工业产品不受破坏,产品的膜层必须具备“三防”要求,特别是出口到东南亚、非洲等热带、亚热带地区或要经远洋航运的机械设备、仪器等,必须具备这些要求。涂层包括底漆、腻子、面漆能否经得起湿热条件的考验,可以先进行人工加速模拟试验,即潮湿、盐雾、霉菌试验。对于这种模拟试验的评定,有人认为可相当于使用实际条件的一年半,也有人认为相当于3年,甚至有认为相当于7年。这种模拟试验,潮湿试验周期一般是30天左右,盐雾试验为6~8天,霉素菌试验28天,能不能与实际使用的环境条件一年半或3~7年相比,科学性还是不足,因为实际使用环境条件,有地区差异,它们的光照时数、温差和大气中盐分含量都有不同、室内和室外更不相同,较科学的方法是将制作的各种涂层样板,送到广州、海南、福建等地作室内外曝露试验3~7年,时间虽然长一点,但得到的数据才是可信的。
1.7涂膜的破坏因素:
涂层在一般条件下,致命的破坏因素是光和水,但在大自然条件下,对涂层的破坏因素不单是光和水的作用,还有很多其它因素伴随着同时进行,如热的作用、氧化作用、催化剂的作用,大气因素作用、机械作用等。光的作用表现为对树脂和某些颜料解聚分化,如环氧树脂在紫外线作用下,就会很快被分解。水的作用如水解和对可溶物的冲刷带走,同时由于各种介质的亲水性,实际成了只要有水分(水蒸气)的地方,就有对膜层破坏的介质存在,可以说水的破坏因素是无处不在。另外由于水的强渗透性,也是膜层受破坏的致命点。湿热带地区的气候条件特点是高温、高湿、日照时数多和日照强度大,空气中盐分大,这些都是一般膜层所不能承受的,所以在湿热带地区使用的膜层,必须能长期经受高温、高湿、日照和雨淋交替作用以及盐分气体的侵蚀,达到能防湿热、防盐雾、防霉菌的“三防”要求。
1.8环境温度和相对湿度与涂料施工有何影响:
涂料可以随温度变化改变其粘度,如环境温度在300C左右时,涂料的粘度就会比常温下的粘度有所下降,超过350C时,又会是另一种变化,因为气温太高,涂料中的溶剂挥发增快,又会使涂料增稠,尤其是含低沸点溶剂多的涂料,由于溶剂挥发太快,施工时膜层表面干燥太快,会出现严重桔皮、针孔、干粒等弊病。温度低于50C时,涂料出现假稠,给施工以误导,因多加稀释剂而造成流挂或干膜太薄等,气温低于00C时,水性涂料会冻冰、报废,压缩空气中的没水分离器也因结冰而影响施工,为保证施工顺畅和涂层质量、环境温度15~250C才是最佳条件。相对湿度与施工和膜层质量也是有直接的关系,对涂料施工来说,最佳的相对湿度应该是45%~65%,相对湿度超过65%时,材料固体表面上就会附着厚约0.001~0.01um的水膜,湿度增厚,有资料表明,固体对气体有吸附力,材料不同吸附力不同,由于一般材料毛细孔直径为10-6~10-8cm(0.01~0.0001um),而水蒸气的颗粒更小,因此水气易被吸附进去。
液体能润湿固体,在润湿过程中,固体分子与液体分子间的吸引力,要比液体自身分子间的吸引力强,这就意味着固体的亲水性透水性。这些附着于固体表面的水气,起着与膜层的隔离作用。对涂料来说,不仅有固体对气体吸附作用,还因为它含有溶剂,尤其是含低沸点溶剂。溶剂的挥发要吸收固体表面的热量,使固体表面温度下降,当相对湿度超过80%时,水气会在固体表面凝结成“白霜”,使膜层质量严重受损。当相对湿度低于45%时,气候太干燥,喷涂时又因为由于涂料吸附尘埃。这些尘埃造成的后果,不仅是膜层外观的不美,而且是使膜层加速粉化、破损的重要因素。
1.9涂膜老化和延缓老化:
油漆涂层在长期使用过程中,它的物理性质及化学性质都会发生质的变化,这种变化一般被称为老化。涂层老化原因主要受空气中的氧及水的作用所致,在日光和温度变化频繁影响下,破坏作用会成倍增长。据有关资料介绍,随着温度每升高100C,分解速度大约要增加一倍。也就是说涂层老化主要是氧化分解、水的侵蚀、紫外线破坏和高热的加速分解四大因素所造成。要延缓涂层老化,在涂覆全过程中每一关节都不可忽视,必须注意做到的:
1)合理的涂料配套,底漆要选用附着力好的如环氧类底漆,中间层应选用与底漆和面漆有良好的配套性,如硝基二道底漆、过氯乙烯二道底漆等,面漆则应根据使用环境条件选用具有良好的耐大气腐蚀、抗紫外性能的涂料。如氨基醇酸涂料、过氯乙烯涂料、聚氨酯涂料等。
2)正确的工艺方案,认识每一道工序的重要性,从涂漆前处理、底漆、腻子到面漆,都要严格按工艺规范进行。
3)施工环境一定要避免日照、高温(320C以上)、低温(50C以下)、高湿(相对湿度超过90%以上,溶剂挥发型涂料相对湿度应低于75%)。
4)经涂覆后的产品除特殊需要处,不应长期置于日晒、雨淋和潮湿环境条件下,不应经常遭受碰撞,摩擦和被划伤等。
1.10涂膜光泽与涂膜质量关系:
涂膜光泽是为膜层表面的镜面反射能力。如果表面粗糙,反射的光线凌乱,膜层光泽就低,如果表面平滑如镜,反射出整齐划一的光线,光泽就高。涂料产品除有特殊要求外(必需半光、无光)外,一般都要求有较高的光泽。水和尘埃是各种腐蚀介质的载体,漆膜光泽的档次,实际是涂层粗糙程度的反映,这种粗糙状态意味着表面容易积存带有腐蚀介质的水和尘埃。这不仅影响膜层的外观,同时也将严重降低膜层的耐久性。由于膜层光泽越高,表面越平滑,对膜层抗大气和其它腐蚀因素有利,另外,光泽高,对日光的反射能力也强,受紫外线破坏因素也就减少了。所以一般无光和半光涂层,适宜用于较洁净的有空调的机房、试验室;经常暴露于大气和日光、雨水侵蚀的产品、设备以及钢结构等,应选用高光泽涂料,才能发挥涂料的真正保护作用。
1.11涂膜干燥和方式:
涂膜的干燥是液体成膜物质转变成固体薄膜的过程,称为干燥。涂料的干燥性质基本分两种:(1)物理性干燥,即涂层中挥发分的全部挥发。它的干燥速度,完全取决于成膜物质中溶剂的挥发速度;
(2)化学性干燥,液体状膜层与空气接触,经过氧化及聚合而形成干膜。或者双组分涂产由两组分化学反应(即固化反应),而干结成膜,这类涂料的成膜速度,主要取决于成膜物质的化学反应的速度。涂料的干燥形式,根据性能的不同,一般分挥发干燥、熔融冷却干燥、氧化聚合干燥、烘烤聚合干燥、加热触媒聚合干燥、催化干燥、光固化干燥、辐射聚合干燥、氧化干燥等。从干燥进程可分为四个阶段:
1)凝结或绷紧:溶剂差不多完全挥发,漆的粘度显著提高,漆膜仍继续发粘,沾尘土。
2)表面不沾土:手摸不留痕迹,对轻微力作用抵抗力弱。
3)实际干燥:手压膜层不留痕迹,涂膜坚硬,能抗机械作用。
4)完全干燥:整个涂膜干硬,硬度不再增加。
1.12何谓化学腐蚀和电化学腐蚀:
曝露于大气中一切金属会受到自然破坏,都是由于外部介质在金属表面上所发生的化学作用或电化学作用所引起的,这种现象叫腐蚀。由于外部介质与金属表面的相互作用所引起的腐蚀称化学腐蚀,如果在这一化学作用的同时还发生从金属一部分通到另一部分的电流,就称电化学腐蚀。这两者腐蚀的最大差别是:化学腐蚀是在非电解质中或干燥气体中进行,电化学腐蚀是在电解质溶液中或潮湿气体中进行。
冠牌涂料电化学腐蚀是金属与电解质的溶液相接触时发生的腐蚀,这种腐蚀的特点是两种过程同时进行,即氧化过程和还原过程同时发生。这种腐蚀还伴有电流的产生。
腐蚀过程是金属与外界介质相互作用的结果,因此它既决定于金属结构,也决定于介质的特性。在金属腐蚀的破坏过程中,正如任何化学反应一样,均会发生物质中化学键的重排:某种键破坏,另一种新键形成。
特别要说的是电化学腐蚀是在溶于水中的电解质的作用下进行的,这种腐蚀也可以在经常含有一定湿气的空气中进行,因为空气中含有水分及一定量的盐类,在工业区,除这些外,空气还被工厂、汽车尾气排放出的能溶于水的物质所污染。因此电化学腐蚀是无处不在、防不胜防。所以,防止化学和电化学腐蚀,是个永不会完结的课题

⑵ 请问谁知道,“环氧树脂”这种粘合剂使用在什么行业

应用的领域很宽,轻工业、电子、电器工业、建筑工业,以及日常生活方面都会用到“环氧树脂”胶黏剂

⑶ 浸润剂的五大类浸润剂

下面就浸润剂五大类成膜剂即环氧、聚酯、PVAC、丙烯酸酯及聚氨酯合成制造技术的近期发展结合浸润剂配方技术分项介绍。 环氧成膜剂分为两种:一种是乳液型,一种是水溶型,其性能与其环氧树脂分子量、环氧树脂的类型和添加剂、改性剂、乳化剂有关。
环氧乳液是由不同性能的环氧树脂与适当的乳化剂、溶剂经过专用的乳化装置进行机械乳化形成一定粒径的乳状液体,配制浸润剂时乳液能够均匀地分散在水溶液中。
水溶性环氧树脂是以环氧树脂为基料,与醇类、酸类或胺类的反应物进行缩合反应,生成能溶于水的透明液体,也可以直接用环氧氯丙烷与多元醇或带其他亲水基团的反应物,在催化剂存在的条件下,直接进行开环反应制成环氧树脂。直接法工艺步骤少,生产规模大,产品成本低,质量稳定,近年来世界上著名的各大环氧树脂生产厂如道康宁、DSM、锦湖等厂均采用了此类生产工艺。
环氧树脂是高分子主链上含有醚键和仲醇基,同时两端含有环氧基团的一类聚合物的总称,按类型大致可分为双酚A、环氧卤代双酚A、环氧双酚S、环氧双酚F环氧、酚醛环氧、乙二醇、丙三醇或季戊四醇环氧、丙烯酸环氧等。国内生产的浸润剂用水性环氧,其环氧原料及乳化剂大部分为进口原料,但在合成配方和乳化合成装备及工艺控制方面与国外还存在着一定的差距,国外生产的环氧树脂乳液典型的如日本花王生产的KE-002,其乳液颗粒直径分布狭窄,控制在0.4~0.6微米范围内,而且绝大部分分布在0.5微米左右,以保证环氧乳液成膜均匀,粘结力强,拉丝时浸润剂甩出率小,利用率高,同时在原丝筒或直接纱纱团烘干时,迁移率小,表面洁白光亮。又如大日本油墨生产的K-70水溶性环氧,色泽浅,粘度变化范围小,粘结力强。国内水性环氧及缠绕浸润剂配方技术透明度高已趋于公开化,不利于各玻纤厂形成自己玻纤产品的特色化,且对浸润剂原材料的成本依赖性越来越大。因此国内浸润剂行业有必要对环氧成膜剂及缠绕浸润剂配方技术作进一步深入的研究和提高,研制出满足高强度、高性能的缠绕、拉挤方格布浸润剂专用的高性能水性环氧,以提高玻纤产品的技术档次和售价。国内水性环氧的基础原料为双酚A型环氧,国外已向双酚F、双酚S及丙烯酸环氧拓展,双酚F、双酚S环氧突出的优点是耐高温性好,复合材料界面结合好,制品强度高,美国一玻纤公司已将双酚F环氧乳液用于生产军工用耐高温复合材料的玻纤制品,其技术严格保密,拒绝转让及合作。又如丙烯酸环氧或甲基丙烯酸环氧又称乙烯基树脂,此类树脂由于在环氧链段上接上了亲水性的丙烯酸及甲基丙烯酸,在特定的合成配方及合成工艺条件下制成水性环氧。由于产品中未添加对界面结合起不利影响的乳化剂,加之乙烯基树脂,相对分子量大、粘结力强、透明度高的特点,此类乙烯基水性环氧可广泛应用于缠绕、拉挤、方格布、短切毡、喷射纱等浸润剂中,尤其是应用于短切毡浸润剂中,毡片浸透后透明度极高。
另据专利介绍国外浸润剂用环氧乳液,也使用下列环氧为起始材料:
(1)、环氧双环戊二烯环氧,此环氧作为浸润剂成膜剂使用,具有优异的耐高温性和电性能,耐温可达300℃以上,可用于层压板基布浸润剂。
(2)、3,4-环氧基-6-甲基环已烷甲酸-3,4-环氧基-6-甲基环己烷甲酯环氧,此环氧树脂分子量小,纱线浸透快,耐热性较高,可达250℃。
(3)、三聚氰酸环氧,用此环氧制成浸润剂后,拉制出玻纤制品可用于增强军工用耐高温PEEK树脂。
有专利资料表明国外对水性环氧用乳化剂也进行了深入的研究,大量阳离子
乳化剂,EO-PO嵌段化合物等各种新型的乳化剂被大量采用,新型乳化剂可使添加量更少,同时乳化剂本身具有良好的滑爽性,从而使无捻粗纱成带性、悬垂性、滑爽性更好,极大地降低了毛丝的数量,同时复合材料界面性能更好,制品强度及耐候性更好。
国外专业机构对玻璃钢中气泡形成的机理也进行了理论和应用研究,发现只要提高浸润剂中环氧成膜剂对玻璃纤维的粘结力和其本身的表面张力,即可有效减少气泡形成的数量,为此提出了相应的水性环氧合成配方及制造方法。 在浸润剂中使用的聚酯成膜剂是由饱和或不饱和的二元酸与二元醇在高温下经缩聚反应制成的一种高分子化合物,一般情况下分子结构为线性的,在一些特定的场合,可以制得由部分交联即部分网状结构的聚酯化合物,在分子主链上,同时含有许多重复的酯键,不饱和双键和亲水基团,亲水基团有璜酸盐、羧酸盐或醚键等。使其具有典型的酯键和不饱和双键特性外,还具有亲水性和自乳化性。
水性聚酯成膜剂的性能随选用的酸醇品种配比而变,可以根据成膜剂的软、硬、韧性、浸透速度、耐碱性、Tg等性能要求进行分子设计。
国内浸润剂配方中常用的从DSM公司进口954/D聚酯乳液即为一个典型的例子,该聚酯乳液分子量高达6000左右,Tg适中,性能优良,效能较为全面的聚酯成膜剂。
为适应不同玻纤品种要求,国外浸润剂原材料生产厂对聚酯成膜剂的研发开展大量工作。就喷射纱而言,国内通常一个厂家只生产一种牌号的喷射纱,而国外大玻纤公司往往生产8-9个牌号的喷射纱,以适应不同用途的需要,如造船用高TEX数喷射纱,要求喷得远,散得开,并适合大供纱量无人化操作使用;又如卫生洁具用喷射纱,要求贴模性好,柔软度高,浸透快等等。各种不同用途喷射纱的技术要求是大相径庭的,国外已为此形成完整的聚酯成膜剂体系,如DSM公司的从951直至956聚酯成膜剂体系。
随着化学工业的发展,各种聚酯成膜剂新型二元醇和二元酸不断涌现,开始应用于聚酯成膜剂合成中并可赋以聚酯成膜剂以优异的性能,如硬挺性、韧性、抗拉强度、抗弯强度、苯乙烯中溶解性等,这些新的化工原料有双环戊二醇、新戊二醇、HPHP、CHDM、CHDA三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、二羟甲基丙酸、四氟苯酐、二溴新戊二醇、四溴双酚A等数十个品种,并形成数百个水性聚酯合成配方。同时国外各大公司在生产浸润剂用聚酯成膜剂时,其合成工艺也趋向精细化,加料及温度控制精度提高并实现数控化,合成工艺从一步法到多步法,使聚酯成膜剂分子链段结构更加合理、规整,分子量也可高达到一万以上。近年来国内浸润剂行业聚酯成膜剂的合成和生产也取得长足进步,部分产品技术性能已接近国外同类产品的水平,并在短切毡、喷射、BMC、SMC纱浸润剂中得以广泛应用。 聚醋酸乙烯酯简称为PVAc乳液是玻纤浸润剂中使用最广泛的成膜剂之一,其优点是价格低廉,粘结剂性能好,容易赋予原丝以良好的硬挺性和切割性。PVAC乳液成膜剂可用于短切毡、喷射、SMC、BMC纱用浸润剂,PVAC乳液可以是非反应性的预交联型的或自交联型的,它的物化性能可以通过分子设计改变,如在分子结构中引入MMA、AA、MAA、MEA、EA、BA等单体制得二元、三元或四元共聚乳液。为增加该类的成膜剂韧性,还可以在合成好的乳液中添加BOP、DOP、磷酸三苯酯等增塑剂。
PVAc作为一种使用历史较长的传统浸润剂成膜,在国外各大玻纤六、七十年代广泛使用,随着玻纤工业对浸润剂成膜剂要求越来越高,近年不断有PVAc新品成膜剂推出,如应用于SMC浸润剂中的苯乙烯中不溶物达95%以上的高交联度、高分子量的PVAc成膜剂。另一方面随着化学工业的发展,各种新的合成单体、尤其是自交联型的单体不断推出,也为新型的PVAc成膜剂合成提供了广阔的基础平台,如带羟乙基、羟丙基、异冰片酯的丙烯酸特殊单体,爽脂肪酸酯、月桂酸酯等等。
国外PVAc成膜剂发展方向或已研制成功新品种主要集中于以下几方面:
(1)、将偶联剂结构引入PVAC主链中,带双键的偶联剂可与PVAc共聚,制得适合于玻纤使用性能优良的PVAc乳液成膜剂。但由于偶联剂反应性低,共聚率r小,合成时需经专门的处理。
(2)、将环氧基团引入PVAc乳液成膜剂,使PVAc成膜剂具有良好的浸透性及与基体树脂的基界面结合力。
(3)、合成聚氨酯改性PVAc乳液成膜剂使其具有良好的弹性韧性,赋予纱线以良好的切割性,对玻纤集束保护作用好。
(4)、合成极高分子量,极高膜强度的PVAc乳液,专用于SMC及BMC纱浸润剂。
在PVAC合成时,其分子设计的精细化程度越来越高,通过设计好的滴加程序精确控制不同单体,不同时间段的滴加量,形成成膜剂性能所需的核壳结构及互穿网络结构。
美国国民淀粉几年前在广东东莞建厂,除生产涂料用通用的PVAC乳液外,也生产浸润剂专用的PVAc乳液。国内浸润剂生产厂家也开发出多种新型浸润剂专用PVAc乳液,但相对国外同类产品,在分子量分布,乳液颗粒度分布方面还存在着一定的差距,在乳液耐机械剪切性方面尤为明显,表现在拉丝时单丝涂油器上易结皮,易造成断头飞丝,影响拉丝作业稳定性。 国内目前丙烯酸酯乳液在浸润剂中使用较少,主要应用网格布定型胶等产品。国外圣哥本、日东纺及中国台湾台玻将丙烯酸乳液用于增强热塑性塑料用于玻纤短切纱浸润剂,赋予玻纤以良好的切割性、分散性及流动性,并减少了聚氨酯的用量,降低了浸润剂的成本。
国外,丙烯酸乳液合成时也采用了许多新型的反应单体,通过精确的工艺控制合成出质量有一的具有核壳及互穿网络结构丙烯酸酯乳液。 聚氨酯乳液以其优异的性能,成为浸润剂成膜剂中发展最快的一种新型成膜剂,国内目前还无法大量生产浸润剂专用高质量的聚氨酯乳液,基本上依靠进口,价格昂贵。
水性聚氨酯(PU)是以水作为分散介质的聚氨酯,它可制成水溶性的胶乳型的、乳液型的,它具有聚氨酯国有的高强度、耐磨性、高弹性等优异性能。由于其具有高极性及高化学性能的氨酯基团,对相对化学惰性大的热塑性材料具有很强的粘结力及界面结合能力,所以广泛应用于增强热塑性塑料用玻纤短切纱浸润剂。同时实践证明,在浸润剂配方中只要添加少量的聚氨酯乳液,即可有效提高玻纤纱的集束性、短切性和耐磨性。
聚氨酯乳液通常是由聚醚、聚酯、二元醇与异氰酸酯,先制成预聚体,并用扩链剂扩链,再加水分散制得。国外已形成聚氨酯生产行业,形成产业规模。通过采用不同结构的二元醇,不同品种的异氰酸酯及扩链剂,可以调节氨酯基在分子中的间隔大小及软段硬段比例、合成性能差异很大的聚氨酯乳液。国外浸润剂专用的聚氨酯乳液品种繁多,性能优异,在玻纤浸润剂中应用领域日趋广泛。其主要技术进展如下:
(1)、PU乳液分子量不断提高,膜强度提高。
(2)、采用己内二酯二元醇等新型聚酯及聚醚二元醇,提高PU乳液性能。
(3)、通过采用连续乳化,超声辅助乳化等新型乳化工艺,使PU乳化颗粒分布更为均匀,以适应浸润剂迁移少,甩出率低的要求。
(4)、合成适合玻纤浸润剂需求的非离子型及阳离子型PU乳液。
国外浸润剂成膜剂新品种开发过程中,还借助凝胶色谱、色质联合分析仪、质谱-红外分子仪、差热分析仪、热失重分析仪、莫斯堡尔谱图分析仪、电子探针等大型分析仪器对合成产品进行测试分析,对开发的成膜剂进行分子量及细微结构的分析,如确定双键密度、双键分布、各基团在分子键中位置、各基团相互作用等,从理论层面对成膜剂研发予以指导。
除浸润剂专用成膜剂外,国外专业机构对浸润剂专用润滑剂及有机抗静电剂也开展了深入研究,并在国内中高端玻纤客户中得到广泛应用。

⑷ 水性环氧涂料的水性环氧树脂的制备

根据制备方法的不同,水性环氧树脂的制备方法主要有机械法、相反转法、固化剂乳化法和化学改性法。
1. 机械法也称直接乳化法,通常是将环氧树脂用球磨机、胶体磨、均质器等磨碎,然后加入乳化剂水溶液,再通过超声振荡、高速搅拌将粒子分散于水中,或将环氧树脂与乳化剂混合,加热到一定温度,在激烈搅拌下逐渐加入水而形成环氧树脂乳液。机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单、成本低廉、所需乳化剂的用量较少。但是,此方法制备的乳液中环氧树脂分散相微粒的尺寸较大,约10μm左右,粒子形状不规则,粒度分布较宽,所配得的乳液稳定性一般较差,并且乳液的成膜性能也不太好,而且由于非离子表面活性剂的存在,会影响涂膜的外观和一些性能。
2. 相反转法即通过改变水相的体积,将聚合物从油包水(w/o)状态转变成水包油(O/W)状态,是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法,几乎可将所有的高分子树脂借助于外加乳化剂的作用通过物理乳化的方法制得相应的乳液。相反转原指多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程,如在油/水/乳化剂体系中,当连续相从油相向水相(或从水相向油相)转变时,在连续相转变区,体系的界面张力最小,因而此时的分散相的尺寸最小。通过相反转法将高分子树脂乳化为乳液,制得的乳液粒径比机械法小,稳定性也比机械法好,其分散相的平均粒径一般为l~2μm。
3. 固化剂乳化法是不外加乳化剂,而是利用具有乳化效果的固化剂来乳化环氧树脂。这种具有乳化性质的固化剂一般是改性的环氧树脂固化剂,它既具有固化,又具有乳化低相对分子质量液体环氧树脂的功能。乳化型固化剂一般是环氧树脂-多元胺加成物。在普通多元胺固化剂中引入环氧树脂分子链段,并采用成盐的方法来改善其亲水亲油平衡值,使其成为具有与低相对分子质量液体环氧树脂相似链段的水可分散性固化剂。由于固化剂乳化法中使用的乳化剂同时又是环氧树脂的固化剂,因此固化所得漆膜的性能比需外加乳化剂的机械法和相反转化法要好。
4. 化学改性法又称自乳化法,是水性环氧树脂的主要制备方法。化学改性法是通过打开环氧树脂分子中的部分环氧键,引入极性基团,或者通过自由基引发接枝反应,将极性基团引入环氧树脂分子骨架中,这些亲水性基团或者具有表面活性作用的链段能帮助环氧树脂在水中分散。由于化学改性法是将亲水性的基团通过共价键直接引入到环氧树脂的分子中,因此制得的乳液稳定,粒子尺寸小,多为纳米级。化学改性法引入的亲水性基团可是以阴离子、阳离子或非离子的亲水链段。
非离子型水性环氧树脂:非离子型水性环氧树脂可分为乳化剂乳化的非离子型水性环氧树脂体系、自乳化非离子型水性环氧树脂体系和非离子型水性环氧固化剂体系。用化学改性法制备的非离子型自乳化水性环氧树脂乳液由于只含亲水性聚氧乙烯链段,不含阴/阳离子基团,因此乳液对pH的变化适应性强,同时涂膜的柔韧性及耐水性也有较大的提升。故改性非离子型水性环氧树脂体系的开发将成为水性环氧涂料领域新的研究热点。

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