环氧树脂(或改性环氧树脂)与粉末涂料相关其它功能性类

发布日期：2016-11-08 00:00 来源：http://www.zjhhht.com 点击：

环氧树脂按照化学结构可分为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂肪族环氧化合物和脂环族环氧化合等。这种分类方法有利于研究其固化行为和固化物的性能。按官能团数量分类：环氧树脂可分为双官能团和多官能团。按室温下树脂的状态分类：环氧树脂可分为液态、固态。

2.1线型酚醛环氧树脂(EPN)(多酚型缩水甘油醚类)

以线型酚醛树脂为主链，性质是：由苯酚或邻甲酚与甲醛反应制得的酚醛树脂，再与环氧氯丙烷反应而成的一类树脂。特点是每分子的环氧官能度都大于2，可使涂料的交联密度大，耐热性和耐化学品性高于双酚A 型环氧树脂，但漆膜较脆，附着力稍低，一般需较高的固化温度，故常与双酚A 环氧树脂合用，每个高分子链中有三个以上的环氧基的树脂。利用酚醛环氧树脂固化后可形成的高交联度带来的诸多优点，同时克服其脆性大的缺点。

酚醛环氧树脂虽有较好的防腐性能，但全部采用酚醛环氧树脂特别是当酚醛环氧树脂环氧值较高时，可能导致固化物脆性大，低温弯曲与冲击性能较差。因此，在酚醛环氧树脂中加入部分双酚A 型环氧树脂，有助于提高其耐低温弯曲与冲击性能，混合比例在酚醛环氧/双酚A环氧80/20～20/80。对涂层性能的影响规律是：随酚醛环氧用量增加，涂膜附着力、硬度、耐化学腐蚀能力增加，但柔韧性、耐弯曲冲击性能下降，具体比例还与所选择的促进剂体系、颜填料种类与用量及涂膜所要求的最终性能有关。

2.2 邻甲酚醛环氧树脂(多酚型缩水甘油醚类)

邻甲酚醛环氧树脂(ECN)化学名称为线型邻甲酚醛多缩水甘油醚，是以邻甲酚与甲醛缩合得到邻甲酚醛树脂，再与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应，经多步骤处理后制得，具有较高的环氧值和软化点，交联密度大，因此，耐高温、强度高、耐腐蚀。吸湿性1.5%。耐稀酸、稀碱性好，主要用作电子元器件灌封料、胶黏剂、层合材料和粉末涂料等。从分子结构中可以看出，每一个苯环上连接有一个环氧基团，与软化点在70～80℃区间的双酚A 型环氧树脂(环氧值为0.2eq/100g)相比，邻甲酚醛环氧树脂的环氧值高达0.5eq/100g 以上，树脂固化时能够提供2.5 倍的交联点，极易形成高交联密度的三维结构，加之固化物富含酚醛骨架，表现出优异的热稳定性、机械强度、电气绝缘性能、耐水性、耐化学药品性的较高的玻璃化温度(Tg)。采用高纯度的树脂固化物即便在高温、潮湿有苛刻环境中也能保持其良好的电气绝缘性能。该树脂另一个显着特点是软化点变化时，环氧值基本上无变化，而且熔融粘度相当低，赋予了树脂优异的工艺稳定性及加工工艺性。用于配制耐高温环氧树脂胶黏剂，固化物的热变温度可达210℃。

2.3双酚F环氧树脂(双酚型缩水甘油醚类)

简称BPFER。这是为了降低双酚A 环氧树脂本身粘度并具有同样性能而研制出的一种新型环氧树脂。通常是用双酚F(二酚基甲烷)与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下进行缩聚反应制得，其黏度不足双酚A 型环氧树脂的1/3，流动性好。固化物性能与双酚A 型环氧树脂相当，耐热性稍低，防腐性稍优。无色至淡黄色透明黏稠液体，黏度3.3Pa·s，仅为双酚A 型环氧树脂的1/3~1/4，环氧当量169，相对密度1.16~1.18。也可采用两步法合成出固态的双酚F 型环氧树脂，特性：粘度低、流动性佳；高反应性；耐化学性、耐腐蚀性好。固态的双酚F 型环氧树脂在粉末涂料领域可以用来改善体系的流动性；还可与双酚A 型环氧树脂共混提高固化产物的力学性能及降低吸水性，双酚F 环氧树脂固化物的玻璃化温度140~180℃，但成本高。

2.4双酚S环氧树脂(双酚型缩水甘油醚类)

化学名称为双酚S二缩水甘油醚，简称BPSER，是含4,4’-二羟基二苯砜结构的环氧树脂，由苯酚与浓硫酸制成4,4’-二羟基二苯砜后，再与环氧氯丙烷反应制得。有高平均相对分子量和低平均相对分子量两种。前者为白色结晶固体，环氧当量185~195g/eq，软化温度165~168℃；后者为白色脆性固体，环氧当量300g/eq。双酚S 环氧树脂耐热性高，热变形温度比双酚A 型环氧树脂提高60~70℃。即使加入1份BPSER 也会将Tg 提高10℃。强极性的砜基取代了双酚A 型环氧树脂的异丙基，提高了树脂的耐热性和热稳定性，砜基还提高了粘结力，增加了环氧基的开环活性。热稳定性好，200h@260℃失重小于5%，2000h@200℃失重小于2%。双酚S 环氧树脂加入固化剂后，凝胶和固化速度较快。固化物尺寸稳定，耐溶剂性好。主要用作于配制耐高温结构胶黏剂，或对其他类型环氧树脂改性，铸塑料、层合制品、浸渍模塑复合物、胶黏剂和涂料等。具有优异的耐热性、粘接性、冲击强度高和固化速度快等特点。

2.5氢化双酚A型环氧树脂

化学名称为氢化双酚A二缩水甘油醚，是由氢化双酚A与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下缩聚而得，是一种高耐候性环氧树脂。该树脂的特点是：黏度低，与双酚F 型环氧树脂相当。但凝胶时间长，与配合物的适用于期长，约为双酚A 型环氧树脂的二倍左右。其最大特点是固化物耐候性好、耐电弧性及耐漏电痕迹性优异。拉伸强度71.7MPa，伸长率3.9%，弯曲强度94.9 MPa，吸水性(24 h@23℃)0.19%，冲击强度较高，热变形温度88℃，硬度稍低。也可采用两步法合成出固态的氢化双酚A 环氧树脂，固态的氢化双酚A 环氧树脂在粉末涂料领域可以用来改善体系的耐候性；还可与双酚A 型环氧树脂共混提高固化产物的电气性能及降低吸水性，但成本高。市场需求不强烈，生产厂家推广不力等诸多原因，并未受到人们的重视。

2.6柔韧性环氧树脂

在粉末涂料使用中有些涂层性能要求：耐高、低温交变，高弯曲性，高抗冲击性，粘结性等。普通双酚A型环氧树脂满足不了性能，研究人员想到增韧改性。增韧方案：(1)使用柔韧性环氧树脂；(2)使用柔韧性固化剂；(3)添加增韧材料改性；橡胶弹性体改性：如端羧基丁腈橡胶(CTBN)、端羟基丁腈橡胶(HTBN)、聚硫橡胶等。热塑性树脂增韧：如聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、聚苯醚(PPO)等。刚性粒子增韧：如中空微珠、纳米级无机颜填料，但增韧有限。聚氨酯改性、有机硅改性、热致液晶聚合物(TLCP)改性、增加柔性链段（如脂肪族环氧改性）。在粉末涂料中主要用途：(1)作为适用于涂装钢筋、钢绞线、钢质管道的环氧粉末涂料的主要原料之一。(2)用于高韧性要求的各类粉末涂料，可与普通环氧树脂按任意比例混合使用。

2.7有机硅环氧树脂

有机硅树脂(更正确地称为聚硅氧烷)主要用于耐高温(＞200℃)粉末涂料，有机硅树脂主链硅氧键(Si-O-)具有较高的键能，所以耐热性优异，是耐热粉末涂料最常用的一种树脂。粉末涂料用硅树脂是高分子聚合物，其中含有甲基和(或)苯基取代基团。有机硅树脂主要是以二氯硅烷和三氯硅烷混合物水解而形成硅烷醇混合物缩聚而成，三氯硅烷用以提供支链化。在缩聚反应中剩余的未反应的硅醇基在以后的成膜时发生缩合或与其它聚合物进行交联反应。有机硅树脂中甲基与苯基的比例决定树脂的性能，有机硅树脂可单独用来生产粉末涂料，对耐温要求不太高的粉末涂料也可与其它树脂共混的方法制作，但要使用苯基/甲基树脂比较高的有机硅树脂，以解决它们之间的相容性。颜填料种类对耐热性能也有很大影响，应注意选用。有机硅粉末涂料用于换热器、消声器、排气烟囱、发动机和烧烤设备等。