環氧樹脂涂料一、 概述1、 環氧樹脂環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物，除個別外，它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特征，環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。環氧樹脂可分為：1） 縮水甘油型環氧樹脂：縮水甘油醚類、縮水甘油脂類、氨基環氧樹脂2） 環氧化烯烴：環氧化直鏈脂肪族烯烴、置換組合環氧化合物、混合型3） 元素改性環氧樹脂：有機鈦環氧樹脂、有機硅環氧樹脂2、 環氧粉末涂料環氧粉末涂料以雙酚A型環氧樹脂、線性酚醛樹脂改性環氧樹脂和脂肪族環氧樹脂等為主體，在一定的溫度下混煉，冷卻后粉碎而形成。它無污染，熔融黏度低，涂膜堅固，流平性好，不需要底漆涂膜，力學性能好，有優異的反應活性和貯藏穩定性、耐腐蝕性，耐化學藥品性，涂料的配色好，固化劑選擇范圍寬、應用范圍廣。目前環氧粉末涂料研究的熱點主要有用于熱敏基材的涂料以及防腐涂料。3、 環氧水性涂料除了粉末涂料外，為降低VOC，環氧樹脂涂料產品的水性化也是環保型涂料的發展方向之一。但由于為數較多的芳香族環氧樹脂耐光性能較差，故水性環氧涂料多用作底漆、防腐漆等。目前，國內已經有水性環氧樹脂涂料的工業生產，包括水性環氧地坪涂料、水性環氧防腐涂料及木地板涂料等。二、 環氧樹脂涂料的生產工藝（以雙酚A型環氧樹脂為例）1、 原料：雙酚入、環氧氯丙烷、涂料助劑、固化劑等2、 環氧樹脂合成由于環氧氯丙烷具有兩種活性基團，反應過程復雜。從全過程看，主要反應是不斷地開環與閉環的過程。1羥+2環氧氯丙烷一一雙開環在堿作用下，雙閉環2羥+雙閉環的長鏈 雙開環（雙羥基）雙羥長鏈+2環氧氯丙烷 再雙閉環反復地開環、閉環，結果形成線型環氧樹脂。通常采用過量的環氧氯丙烷，端基都存在環氧基團3、 性能指標環氧值：100克樹脂中環氧基團的克當量（摩爾數）環氧當量：1個克當量（摩爾）環氧基的環氧樹脂的重量環氧百分含量；100克樹脂中含有環氧基團的克數有如下關系：環氧值=1大100/環氧當量=環氧百分含量/43=2大100/平均分子量4、 涂料制備配料一破碎、烘干、脫水一過磅準確計量入釜,封嚴，送電加熱，反應、脫水、回流、攪拌30~40分鐘一停電、出釜于高速分散機中，加入烘干經計量的顏填劑，強力攪拌30~40分鐘一研磨使其細度達到標準一放入分散機中，攪拌、調漆、測粘度（涂-4粘度計）粘度達到標準一出漆分裝過秤一測固含量，附著力，柔韌性等物理機械性能，各項指標合格后包裝入庫。三、環氧粉末涂料的應用1、用于熱敏基材的涂料由于粉末樹脂的固化溫度較高（180?220°C），固化時間長（10?30min），使其僅能應用于金屬等耐熱基材，而且相對能耗大、費時；且由于其熔融流平和固化開始階段有一定重疊，控制不好，涂層就會出現平整度上的缺陷，如縮孔、桔皮等問題。為此人們重點開發了UV固化粉末涂料及低溫固化粉末涂料用于熱敏基材。（1）UV固化環氧粉末涂料UV固化粉末涂料是將常規涂料和UV固化技術相結合的新技術。如前所述，常規粉末涂料通常不能用于薄膜基材和熱敏基材，雖然目前已有低于150C固化的常規粉末涂料投放市場，但仍存在儲存穩定性差、流平性不好，對熱敏基材而言固化溫度仍過高等問題。液體UV固化涂料應用于熱敏基材的涂敷，其特點是固化速度快、固化空間小、能耗低；但液態的UV固化涂料所用原材料的分子質量低，存在著對皮膚和眼睛的刺激性危害和固化膜收縮率高等缺點。UV固化粉末涂料是無溶劑的環保涂料，無刺激性危害，一次涂裝并可用于熱敏基材，低溫流動性好，固化速度快，固化空間小，熔融流動性和固化步驟分離，使得UV固化粉末涂料在固化前達到最佳流平狀態，保證涂膜質量。另外，粉體熱穩定性好，用常規擠出設備不會發生熱交聯。目前，UV固化粉末涂料應用于木材的涂裝，如中密度纖維板(MDF)、鋁鎂合金、塑料、汽車蒸發器、厚質工件、預制件以及卷材的涂裝。(2)低溫固化環氧粉末涂料一般地講，粉末涂料的熔融溫度為90?130°C，固化溫度為130?180°C，但越來越多的應用需要低溫固化，所以低溫固化粉末涂料的研究與開發也成為一種趨勢，目前某些環氧樹脂粉末涂料的固化溫度已降至140C，有的甚至已降到120C，同時固化時間也縮短至20min，從而大大節約了能量。一般固化溫度每降低10C，涂裝過程即可節省10%的能量。2、 粉末防腐涂料粉末涂料廣泛應用于鋼材結構的防腐，頗受歐洲人的青睞，其主要由環氧(EP)底層涂料和風化穩定的頂層涂料(主要是聚酯(SP)或EP/SP混合粉末)組成。AndreasSchutz等］研究使用填充鋅的環氧粉末涂料作為底層涂料，為鋼材表面提供陰極防蝕性能。Kurosawa等將鋅粉和環氧樹脂混合物捏合、固化粉碎成平均直徑30?35mm的粉末，將其沉積于280C的鋼板上，并于200C烘烤，所得涂膜加熱至255C以上而不黑化，并具有良好的耐鹽水溶液性和耐候性。熔融粘合環氧粉末(FBEP)涂料廣泛應用于流動輸送的一些管件，如管道、泥漿泵等。3、 新型環氧樹脂粉末涂料Asano等研制了具有良好附著性的組合物，其中含有芳香族環氧樹脂、固化劑及具有核殼結構的交聯橡膠，將其涂敷于PET膜上，得到了印刷電路板用耐熱、耐沖擊且絕緣的環氧組合物。宋林勇等利用有機硅樹脂對環氧樹脂共混改性，并對涂料中所使用的無機顏填料進行選擇，顯著提高了粉末涂料的耐熱性能，使得涂層能夠在250C以上的環境中長期使用。在涂料的耐候性方面選用新一代的脂環系環氧樹脂，可生產耐候的高光澤的著色涂料或透明涂料，如粉末清漆體系(在室溫下貯存是穩定的固體)，涂料也可含0.01?2%的氟，氟基團的存在可以改變耐候性。四、環氧水性涂料的應用1、灌用涂料施雪珍等合成了非離子表面活性劑和具有陰離子表面活性劑功能的改性環氧樹脂，采用溫度轉相法制備了水性環氧乳液，主要用于食品罐內壁涂料。Matsuki等在叔胺存在下，通過共聚物和胺改性環氧樹脂的季鹽化反應而得到樹脂組分，適用于涂布聽罐的外表面，此涂料具有良好的平滑度和光澤度、優異的粘結性、膜硬度、抗發黃以及易于制備等優點，并且不含有機溶劑。2、水性防腐涂料水性涂料最早在建筑領域得到了廣泛應用，以后才推廣應用于鋼結構防腐涂料，水性環氧涂料是目前用于工業重防腐領域最為成功的涂料品種之一。韓峰等利用化學接枝法將環氧樹脂接枝于丙烯酸及其酯的共聚物上，形成具有一定交聯度、能分散于水中的自乳化樹脂，其涂膜具有優良的耐堿性與耐鹽霧性。楊瑞影等采用對氨基苯甲酸對環氧樹脂部分環氧鍵進行開環引羧，再加安全型皂化劑和活性分散劑皂化分散處理制備水性環氧樹脂乳液，研制出雙組分、室溫固化、環保和防腐性能優異的犧牲型水性環氧防腐涂料°Elmore.JimD等開發的雙組分水性涂料技術將可室溫固化的胺固化劑用于金屬防護涂料，以非離子分散涂料代替了離子分散涂料，環氧/胺樹脂能快速聚結、相互溶解，使用穩