低温固化环氧涂料胺固化剂.doc

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1、低温固化环氧涂料胺固化剂D.J.Weinmann等(王志扬译艾田校)    有目标的改进用作低温固化涂料的环氧/胺漆基体系是技术开发的一个有活力的领域。低温固化的环氧涂料可以延长施工季节，因为这类涂料当气温降到50°F(10℃)以下时仍然可以施工。本文从用于低温固化环氧/胺涂料体系的固化剂技术的基本看法入手进行讨论。对几种低温固化剂与标准的液体环氧树脂拼用的涂料性能进行了研究。该漆基体系在40°F(4.5℃)时的固化速率采用差示扫描热量仪(DSC)连续测试一周期(14天)。得到了在标准室温条件下(25℃，55%相对温度)以及在低于标准室温、

2、高湿度条件下(10℃，相对湿度90%和4.5°C，相对湿度80%)固化的清漆漆膜性能。本研究还就低温固化环氧涂料的新途径进行研讨。该新途径是采用低温固化剂拼用聚丙烯酸酯环氧树脂。结果表明这类新的基料体系可以改善漆的透明度，抗发白性，以及在低温高湿条件下能良好地固化。引言：在当今的市埸天地里，环氧/胺涂料的配方设计者们面临着双重挑战，即既要满足VOC法规的要求，又要优化涂料的性能/价格比(相对于以往的工业标准而言)。传统的环氧聚酰胺涂料已在工业上使用了40多年，效果也不错。但是，人们仍以较新的固化技术来克服聚酰胺的某些常见的局限性。近年来，

3、这些新的固化技术已获得专门用于低温固化环氧涂料的胺类固化剂。低温固化的涂料其施工期可以延长至秋季或早冬月份，因为涂料的施工甚至当气温降到10℃以下时还可继续进行。本文提供了对低温环氧涂料固化技术的总的看法。对四种低温胺固化剂固化的清漆漆膜的性能进行了测定。这类漆基的固化速度率用差示扫描热量仪(DSC)进行监测。本文总结了对低温环氧/胺涂料配制新途径的评价。这个新途径是采用低温固化剂与聚丙烯酸酯环氧树脂并用。该法改善了漆膜的透明性、抗发白性、以及在低温、高湿条件下的固化性能。不过，同时存在的一个问题是这类新体系的适用期很短。低温固化涂料的技

4、术路线：环氧/胺促进剂对于低温(≤10℃)施工的环氧/胺涂料，要缩短干燥时间与提高其固化速率的一种办法就是促进环氧-胺的反应。环氧-胺反应的简化如反应式1所示：有几类化学品可以加速这种交联反应，例如：有机酸(如水杨酸，或苯甲酸)，叔胺类(如BDMA即苄基二甲胺或三-2，4，6二甲胺甲酚)，醇类(如甲醇)，水，烷基取代酚(如壬基酚、双酚-A)和脂族伯胺(如DETA即二乙基三胺，TETA即三乙基四胺)。为获得合适的固化速率所需要的促进剂的量取决于所选的促进剂的种类和它在最终配方中的浓度。胺类固化剂的传统主产品是

5、多胺基胺类(或聚酰胺类)。聚酰胺类可有于下面各种涂料应用领域：海洋涂料，工业防护涂料，贮水器及水处理涂料，纸浆及纸涂料，设备涂装，以及交通运输涂料。聚酰胺是由二聚脂酸同多元乙基胺例如DETA或TETA反应而制取的。通常在温度13℃以下施工时不采用聚酰胺，因为这时它的反应缓慢。环氧/聚酰胺体系如果采用酚叔胺例如三-2，4，6-(二甲基胺甲基)酚作为固化促进剂则有可能获得低温(7～10℃)下可行的固化速率。但是，为使涂膜具有较好性能(如耐水性、抗腐蚀性和耐化学性)，涂膜中的促进剂含量必须尽量少。加有促进剂的环氧/聚酰胺涂料的另一缺点是适用期较短。

6、改性胺加成物低温胺固化剂除了要满足干燥时间和固化速率方面的要求以外，还要考虑到涂层的抗发白以及防水斑的要求。伯胺同空气中的二氧化碳和水反应形成氨基甲酸酯，后者会渗到涂层的表面并发白。表面发白(有时也叫起雾或发汗)会损害涂层的性能，因为它会导致光泽下降、黄变性增加、重涂性变差、层间附着力下降。低温高湿条件下发白的可能性会增加。氨基甲酸酯的形成反应见反应式2。为了尽量减少氨基甲酸酯的形成和改善早期的抗水斑性，固化剂的制造者们已经开发出各种改性胺加成物。这些加成物可减少或消除发白的产生，因为伯胺上的氢预先被环氧反应掉了。胺加成物是由过量的伯胺

7、同环氧树脂反应而制得。液体环氧树脂与脂族多胺之间的反应见反应式3。反应式2，由胺与湿空气形成氨基甲酸酯多种胺固化剂与环氧树脂被用来制取胺加成物。某些最常用的脂肪族胺和脂环族胺包括:二乙基三胺(DETA),三乙基四胺(TETA),四乙基五胺(TEPA),异佛尔酮二胺(IPDA),双-对-氨基环己基甲烷(PACM)和1,2-二氨基环己烷(1,2-DACH)。环氧树脂方面可以从液体环氧树脂到固体环氧树脂。由于胺加成物的分子量得到增加,所以比起未改性的母体胺,其腐蚀性与挥发性均较小。最重要的是胺加成物不易发生发白

8、现象,因此它们特别适用于低温固化涂料。但是,伴随这些优点而来的不足是显著地增加了固化剂的粘度。为了得到较低的粘度,胺加成物要用溶剂来稀释或者加入增塑剂(例如苯甲醇)