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水性环氧体系开发的下一个赛道在哪里?如何找准弯道C位?

所属分类:行业动态    发布时间: 2021-12-10    作者:admin
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水性环氧体系开发的下一个赛道在哪里?如何找准弯道C位?

由于水性环氧基础树脂是基于环氧母体树脂而来,因此几乎所有的研发课题都建立在乳化和改性两个基本点上。而水性环氧固化剂研发课题都建立在去溶剂和乳化两个关键点。

1. 常规用于水性化的环氧母体树脂为E12E20E44E51。这都是双酚A类的固态或液态环氧树脂,牌号数字由小到大,分别表示树脂环氧值由小到大,而相对分子量由大到小。环氧值决定了树脂可提供反应交联的活性成分的数量,而分子量一般则与树脂的柔韧性及热塑干性相关。

2. 水性环氧B组分的固化剂一般由脂肪胺、脂环胺、杂环胺、芳香胺等胺类物质构成,同时还有酚醛、酸酐及生物基腰果酚类等作为固化剂组分使用。一般来说,多元胺中伯胺、仲胺及叔胺的含量构成影响到固化剂与环氧基的反应活性,同时固化剂中活泼氢当量决定了其与对等数量的环氧基反应交联的密度及强度。因此水性环氧固化物指的是一个交连体系,它的反应生成物的物化性能是由A/B两个组分的各项指标性能所决定的,同时合理搭配不同机理的反应物质是后续应用技术的核心。

3. E51环氧树脂因其相对分子量较小,呈现比较低的物理粘度,因此早年的环氧水性化都是使用超亲水性胺与E51配合使用以形成自乳化体系,但这是个比较不稳定的技术思路,E51树脂本身的分子量控制及高剪切工艺要求都对这类应用场景提出了挑战,同时固化剂一般要采用预加成聚合方式制备,从而消耗一部分活泼氢,增大固化剂用量,以带来混合体系更多的亲水趋势,这也是个不小的损失。

4. 基于前述,母体环氧树脂自身的水性化便成为一个课题,而环氧固化剂的技术路线将呈现更多的可能性。A/B组分的乳化技术都是未来的方向,更低VOC值,更高的交联物韧性表现都是应用端所期望得到的结果。

《技术流》第四期:水性环氧体系合成路线分析 不做理论知识的搬运工,只做应用问题的解决者

1. 更为快干的水性环氧交联体系。

1.1基于母体环氧树脂的选型,干速排序一般为:E12>E20>E44>E51

1.2基于固化剂的选型,干速排序一般为:腰果酚>芳香胺>脂环胺>脂肪胺;而同种胺型乳液型>水溶型。

1.3基于环氧树脂的接枝改性,引入含特殊官能团的热塑性化合物,进一步改善大分子环氧的气干性,同时催化环氧基与胺类物质的反应活性,从反应物初始干燥到实干都得到量级提升,同时增加环氧乳液的耐机械性能,提升光泽和展色性能。

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《技术流》第二期:更为快干的水性环氧交联体系 不做理论知识的搬运工,只做应用问题的解决者

2.适合氨基烤漆的水性环氧树脂。

2.1在环氧树脂中引入低分子量聚醚胺,以预加成的方式反应聚合形成较长且柔韧的链,同时使游离羟基以较稳定的状态存在,为后续氨基与改性树脂的交联提供了条件。

2.2该树脂能为有机硅、丙烯酸等氨基烤漆树脂提供优异的重涂性能,同时在耐水解、耐化学介质、耐水煮等牢度指标上均有帮助。

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《技术流》..期:水性免氨基烤漆 不做理论知识的搬运工,只做应用问题的解决者

3.适合与羧基交联反应的1K2K水性环氧树脂。

3.1环氧基与羧基在室温自干条件下的交连反应是一个相对缓慢而线性的过程。通过特殊的氢化环氧改性可以有效的阻隔羧基与环氧基的罐内贮存反应,由此可制备1K自干或低温烘烤型涂料。

3.2基于环氧基与羧基的反应交联,2K涂料的制备反而应该提供两种物质反应活性条件,辅温烘烤和有机硅架桥两种方式都被证明是有效可行的。该2K涂料拥有比较长效的活化期,有着更为出色的工艺匹配性。



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