低粘高固含溶劑型環(huán)氧樹脂的研制

劉偉全 （上海元邦化工制造有限公司,上海 浦東 201302）

環(huán)氧樹脂是一種指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物。是一種液固形態(tài)皆有的多形態(tài)聚合物。廣泛應(yīng)用在油漆涂料、電子電氣、膠粘劑、復(fù)合材料等多個工業(yè)領(lǐng)域，分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)、醚鍵、羥基、環(huán)氧基團(tuán)等多種官能團(tuán)，具有良好的耐熱、耐侯、耐腐蝕，粘接性、絕緣性和高強(qiáng)度等應(yīng)用性能。本文根據(jù)油漆用溶劑型環(huán)氧樹脂在應(yīng)用中過多使用芳香類強(qiáng)溶劑而影響環(huán)境的問題，通過在環(huán)氧樹脂分子中引入多碳烷基苯酚的結(jié)構(gòu)降低其在溶劑中的溶解粘度，增大其在溶劑中的可溶解性，甚至可以在松香水類的弱溶劑中無限制稀釋，從而避免大量使用強(qiáng)溶劑。

1 研制設(shè)備和原料

2 工藝原理概述

目前溶劑型高分子量雙酚A環(huán)氧樹脂多為以小分子量基礎(chǔ)環(huán)氧樹脂為基料，加入雙酚A在燒堿或胺類存在下催化聚合成長分子鏈、高分子量的環(huán)氧樹脂，再用二甲苯之類的有機(jī)溶劑溶解而成。隨著環(huán)氧樹脂的分子量增大，溶劑的使用量和極性強(qiáng)度也不斷增加。從而導(dǎo)致后續(xù)使用時有大量VOCs的排放，帶來環(huán)境問題。

針對上述高分子量環(huán)氧樹脂的合成特性和缺憾，本工藝通過兩步反應(yīng)法對高分子環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào)，縮短分子鏈平均長度，適當(dāng)增加固化物的支鏈結(jié)構(gòu)。

第一步，部分基礎(chǔ)料雙酚A型環(huán)氧樹脂YPE-128和多碳烷基苯酚反應(yīng)

第二步，雙酚A與第一步反應(yīng)物及未參加第一步反應(yīng)的基礎(chǔ)環(huán)氧樹脂聚合

注：R—為烷基結(jié)構(gòu)

3 產(chǎn)品特性指標(biāo)

3.1 改性前后產(chǎn)品特性指標(biāo)對比

改性前后溶解粘度分別為2.7和2.4

3.2 高固含溶劑型樹脂粘度指標(biāo)對比

改性前產(chǎn)品（YPE-011TX75）的旋轉(zhuǎn)粘度（CPS/25℃）是13500,改性后產(chǎn)品（YPE-011PX75）為7500

從以上多項特性指標(biāo)可以看出，通過多碳烷基苯酚的加入，大大降低環(huán)氧樹脂的粘度，為提高溶劑型環(huán)氧樹脂固含，減少溶劑使用量和VOCs的排放量提供了充分的條件。

4 產(chǎn)品固化物特性

改性前后環(huán)氧樹脂涂膜的物性對比。涂膜制作條件：環(huán)氧樹脂/胺固化劑=1/1（反應(yīng)當(dāng)量比），涂膜50微米，常溫固化、干燥7天。

4.1 改性前后干燥性（固化性）和耐腐蝕性對比

改性前環(huán)氧樹脂的指觸干燥、半干燥和固化分別為3、6、12；改性后分別為2.5、5、10.同等條件下，改性前環(huán)氧樹脂的耐酸性、耐堿性、耐鹽霧（切割面）、耐鹽霧（平面）分別為8、10、全面起泡、起泡；改性后則為8、10、大部分起泡、起泡。

以上性能的比較，顯示出了改性前后的應(yīng)用性能沒有受到負(fù)面影響，反而在干性上有所提高。

5 結(jié)語

大氣環(huán)境對VOCs排放的要求越來越高，降低溶劑使用量是溶劑型環(huán)氧樹脂未來發(fā)展的趨勢，在環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)中引入多碳烷基苯酚，降低環(huán)氧樹脂粘度，有利于提高溶劑型環(huán)氧樹脂固體份比例。

[1]周強(qiáng).環(huán)氧樹脂及其助劑合成、生產(chǎn)、改性和應(yīng)用新工藝新技術(shù)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)用手冊.北方工業(yè)出版社.ISBN7-5562-3325-1.(2007年10月).

[2]黃玉媛等.涂料配方.中國紡織出版社.(2008年1月1日).

[3]程相春.環(huán)氧樹脂的合成與應(yīng)用研究概況[J].當(dāng)代化工.2011(05):515-516.