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水溶性環氧樹脂

  要使環氧樹脂具有水溶性,必須在其分子中含有足夠的羥基、羧基、氨基、酰胺基、醚基等強親水性基團。所需親水基團的最低數量與親水基團的極性大小、樹脂的結構以及平均相對分子質量等有關。樹脂的相對分子質量小則水溶性好,因為高相對分子質量的分子在水中的擴散速度慢,同時也由于相對分子質量大的溶液黏度大,更增加了分子運動的阻力。相對分子質量分布寬時水溶性好,因為分子間的互溶效應常有利于水溶性的改善。

  但是平均相對分子質量小、分布寬的環氧樹脂固化物的性能相對要差,所以應在保證樹脂水溶性的前提下盡量使樹脂的相對分子質量大一些、分布窄一些,以提高固化物的性能。樹脂的結晶度高時水溶性差,這是由于晶體分子間的結合力強,使其難以溶解。氫鍵的存在會使樹脂與水分子發生締合,從而會改善其水溶性。中國環氧樹脂行業協會專家認為,因此在進行水溶性環氧樹脂的分子設計和工藝設計時,應綜合考慮以上影響水溶性的因素。

  目前,自身具有水溶性的環氧樹脂多半是多元醇的縮水甘油醚。它們是由多元醇與環氧氯丙烷在堿的作用下合成的。其分子鏈上含有羥基、醚鍵等,因而具有水溶性。其他類型水溶性環氧樹脂還有二羧酸二縮水甘油醚,海因環氧樹脂等。

  助溶劑和中和劑能增加樹脂在水中的溶解度和穩定性,調節黏度。醇類助溶劑中碳鍵長的醇比短的效果好,含醚鍵的更好。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹說,所以乙醇<丁醇<丁基溶纖劑。對水性環氧樹脂而言,中和劑以三乙胺和二甲基乙醇胺較好。考慮到毒性及價格,多采用丁醇一乙醇胺體系。

  水性環氧樹脂已用作玻璃纖維及其制品的浸潤劑,電泳涂料、建筑涂料,混凝土膠粘劑,環氧樹脂砂漿、混凝土和膠泥,罐頭和易拉罐內壁涂料,金屬(如汽車)的涂裝;還可用于紡織品加工,造紙,油墨等領域。中國環氧樹脂行業協會專家表示,其中水溶性環氧樹脂由于黏度小還大量用作活性稀釋劑。




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