新型環保改性水性環氧功能材料的研製
1.2 材料製備工藝1.2.1 A組分的製備(1)將環氧乳液、增稠劑、改性樹脂混合,攪拌均勻。(2)在攪拌狀態下,加入填料,攪拌至均勻。1.2.2 B組分的製備(1)將固化劑、促進劑混合,攪拌均勻。(2)在攪拌狀態下加入填料,攪拌均勻。1.2.3 材料的製備將A、B組分按配比混合,攪拌均勻,塗於待修補表面,混合好的料盡量在0.5 h內用完。2 結果與討論2.1 A組分配方的優選功能材料A組分,是在水分散環氧樹脂乳液中添加大量的填料形成的稠厚狀物。在填料的添加過程中,破壞了乳液中水油平衡,容易導致乳液發生破乳,這是首先要解決的問題。通過試驗發現：在其中加入適量的改性樹脂和纖維素增稠劑,能夠解決這一破乳問題。其中改性樹脂不僅有助於提高穩定性,還對提高材料的初粘性有很大的幫助。我們進行了大量的試驗,最終確定了合適的配方組成。改性樹脂和增稠劑用量對A組分狀態及材料性能影響如表2、表3和圖1。
由表2、表3和圖1可知,當改性樹脂用量為5.5%和改性劑用量為6.5%時,A組分狀態和功能材料的強度及其打磨性最佳。A組分最佳配方,見表4。
2.2 功能材料B組分的優選2.2.1 固化劑配比的試驗水分散型環氧樹脂乳液用量及其試驗條件相同的情況下,功能材料固化速度與改性水分散型環氧樹脂固化劑用量的試驗結果見圖2。
由圖2可見:改性水分散型環氧樹脂固化劑用量佔到水分散型環氧樹脂乳液用量的1.4倍時,24 h時功能材料基本能夠達到完全固化的程度。2.2.2 固化促進劑用量的優選固化促進劑的作用是促進水分散型環氧樹脂乳液中的環氧樹脂與水分散型環氧樹脂固化劑加快反應,有利於功能材料在不同環境溫度下使用。在不同環境溫度下,水分散型環氧樹脂固化劑用量不變,功能材料24 h完全固化所需固化促進劑用量的試驗結果見圖3。
從圖3中可見,隨著反應溫度的增加,固化促進劑的用量隨之降低,環境溫度很低時要用較多的固化促進劑,才能滿足對功能材料的使用要求,環境溫度較高時,用少量的固化促進劑就能達到要求。經數十次實驗,在確保B組最佳施工稠度和性能的情況下的情況下,確定了功能材料B組分最佳配方,見表5。
2.3 功能材料最佳配方的性能2.3.1 常規性能檢測結果對所選定的最佳配方進行了性能檢測,結果如表6。
2.3.2 耐介質性能本試驗主要用於工業場合的表面裝飾修補,因此對其耐介質性能的要求較高。本體系由於採用交聯固化體系,耐介質性能得到了保證。其耐介質性能試驗結果見表7.
由表7可以看出,本試驗耐介質性能優良,是水性丙烯酸和乙烯-聚醋酸乙烯功能材料所不具備的。這主要是由環氧樹脂本身的結構特點決定的,
2.3.3 使用壽命A、B兩組分混合後,隨著體系的破乳,凝膠變稠最終不能施工。這段時間太短勢必給施工帶來許多不便,甚至造成浪費,為保證足夠長的使用壽命(1 h以上),主要從兩個方面入手,一是選擇活性適中的固化體系,二是調節適當的用量。圖4是在測試條件：室溫20 ℃,相對濕度50%的情況下,A、B兩組分混合後,隨著使用時間的延長,功能材料稠度的變化情況。
由圖4可知,A、B兩組分混合後,使用90min時稠度突然增加,但此時仍能刮塗,只是刮塗表面變得粗糙,由此可知該功能材料使用壽命在1.5 h以內,滿足實際使用要求。2.3.4 貯存穩定性新型環保改性水分散型環氧樹脂功能材料樣品在5 ℃以上的環境溫度下,貯存1 a仍可使用,但為保證該產品的有效性,要求貯存期不超過0.5 a,且冬季節貯存和運輸要求在5 ℃以上,以防結冰破壞造成浪費。2.3.5 自製功能材料與水性丙烯酸功能材料耐介質性能對比試驗(見表8)
由表8可知,自製功能材料耐介質性能優於水性丙烯酸功能材料耐介質性能。3 結 論新型環保改性水分散型環氧樹脂功能材料所用各種原材料立足於國內,使用方便,節約能源。水分散型環氧樹脂功能材料具有：對基材(包括金屬、非金屬)附著力好；常溫固化,固化收縮小,與基面內應力小,性能可靠；不燃、不爆、無毒環保；可加水稀釋,使用方便；易刮塗、易打磨平整,易修補,施工性能優異。可廣泛用作化工環境室內外壁金屬、非金屬表面裝飾和修補材料。
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