水性环氧树脂固化剂的研究

    环氧树脂涂料具有硬度高、耐磨性好、附着力高和耐化学药品性能优异等特点，广泛应用于涂装领域。近年来随着人们环保意识的不断提高，许多国家相继颁布了限制挥发性有机溶剂（VOC）的环保法规，涂料的水性化成为涂料发展的重要趋势。目前国内外环氧树脂的水性化技术主要分为乳化法和成盐法2大类。乳化法指的是环氧树脂的直接乳化、不用外加乳化剂的自乳化或水性环氧固化剂乳化，而成盐法则是将环氧树脂改性成富含酸或富含碱的树脂，再用小分子质量的碱或酸进行中和。水性环氧固化剂乳化环氧树脂是zui重要的水性化技术，它可以克服其他水性化方法的缺点。    
    2、Ⅱ型水性环氧固化剂 
    由于Ⅱ型水性环氧树脂体系中的环氧树脂已预先配成乳液，不需要水性环氧固化剂再对环氧树脂进行乳化，因而只需具有交联剂的功能。Ⅱ型水性环氧固化剂与工型水性环氧固化剂的改性具有相似之处，如聚酰胺树脂与醋酸、磷酸或盐酸反应得到铵盐，再在醇醚类溶剂的辅助下溶于水而得到改性聚酰胺固化剂。    
    目前使用的Ⅱ型水性环氧固化剂主要是，采用嵌有亲水性聚氧乙烯链段的脂肪胺或缩水甘油醚与环氧树脂，或多乙烯多胺反应制得的环氧一胺类固化剂，或与二聚酸反应生成聚酰胺类固化剂，它利用聚氧乙烯链段的亲水性使得固化剂可以稳定的分散于水中，而采用环氧树脂作为扩链剂可以提高固化剂与环氧树脂的相容性。    
    如Klein等采用聚氧乙烯二缩水甘油醚和双酚A环氧树脂反应得到环氧树脂自分散体，再与聚氧丙烯二胺和异佛尔酮二胺反应生成环氧一胺类固化剂。Klein等采用双酚A环氧树脂、聚氧乙烯二缩水甘油醚和双酚A反应得环氧树脂分散体，再与多乙烯多胺反应生成端胺基环氧一胺加成物，zui后经封端得到Ⅱ型水性环氧固化剂。
 间苯二甲胺虽是芳香胺，但它参与固化时又具有脂肪胺的性质，因此一些Ⅱ型水性环氧固化剂也是间苯二甲胺的改性产物。如日本三菱公司用间苯二甲胺与环氧氯丙烷在氢氧化钠作用下生成环氧-胺加成物，用作水性环氧固化剂（商品代号G-328），具有优异的性能。而后，三菱公司将G-328与二元羧酸反应得到聚酰胺基胺类固化剂。也有采用脂环胺改性产物作为水性环氧固化剂的。如Vincent等将脂肪胺与环氧树脂反应生成端环氧化合物，再与一种脂环胺（PACM）反应制得固化剂。    
    Ciba公司研究了一种新型Ⅱ型水性环氧固化剂，低活性的固化剂是一种水溶性的环氧一胺加成物，而高活性的固化剂是一种改性的水溶性环氧-胺加成物，通过2者的配比来调节固化剂的反应活性。它不需要采用聚结溶剂用于固体环氧分散体可制得O-VOC的环氧涂料。而传统的Ⅱ型水性环氧体系需要加人聚结溶剂以降低树脂的Tg以利于树脂颗粒的聚结，这带入了挥发性有机溶剂。而这种新型Ⅱ型水性环氧固化剂解决了这个问题。    
    五、结语 
    水性环氧涂料既具有溶剂型环氧涂料良好的耐化学品性、附着性、物理机械性、电气绝缘性，又有低污染、施工简便、价格便宜等特点。至20世纪70年代国外开发出水性环氧涂料技术以来，水性环氧涂料得到了广泛的应用。而作为水性环氧体系配套使用的水性环氧固化剂，它的性质对涂膜的物理和化学性能有着至关重要的影响。在国外，对于水性环氧固化剂的研究较多，也有一些工业化的产品，但是价格昂贵。在国内，水性环氧固化剂的研究较少，鲜有成熟的产品。因此，开发具有自主知识产权的水性环氧固化剂对于我国涂料工业具有重大的意义。