一般情況下, 對于一個環氧樹脂的分子來說, 它的相對分子質量都不高, 并且至少有兩個有機高分子化合物存在于其中, 在分子鏈的環狀結構、分子鏈的中端或者末端都可能存在環氧基團, 環氧樹脂的分子結構中含有活潑的環氧基團, 并以此作為它的特征, 環氧樹脂的分子可與多種類型的固化劑發生交聯反應形成高聚物, 這種高聚物具有三向網狀結構。
環氧粉末涂料具有眾多的優良性質, 首先這種涂料沒有污染, 適應社會大眾的需求, 并且它流平性好, 涂膜堅固, 熔融黏度低, 省去了底漆涂膜的麻煩, 其次這種涂料具備較好的力學性能, 無論是耐腐蝕性、貯藏穩定性、耐化學藥品性和反應活性都比較好, 此外, 涂料的配色好, 并且擁有廣泛的固化劑選擇范圍。此涂料的主體為:脂肪族環氧樹脂、改性環氧樹脂、線性酚醛樹脂和雙酚A型環氧樹脂, 這些主體先是于一定的溫度下混煉, 然后待其冷卻, 再進行粉碎。
1 環氧樹脂膜的性能
1.1 環氧樹脂膜的玻璃化溫度
所謂的玻璃化溫度是指高聚物由高彈態轉變為玻璃態或者由玻璃態轉變為高彈態的溫度, 也是無定型聚合物大分子鏈段在自由運動時的最低溫度, 在這個最低溫度以下, 高聚物呈現脆性, 而相反的情況下, 高聚物表現出彈性。而對于環氧樹脂膜來說, 它的玻璃化溫度則是影響膜的內應力和粘結力的重要結構因素, 保持強的“ 濕態”粘結力, 保證了當腐蝕介質 ( 包括水分子) 浸漬時的需要, 并且環氧樹脂膜還擁有較強的防止腐蝕介質穿透能力。
1.2 環氧樹脂膜的防介質滲透能力
濃度差會引起的水分的凈移動, 也就產生了滲透, 并且, 由溶質引起的滲透壓大小與溶質分子或離子的數目多少成正比, 而環氧樹脂膜是具有防介質滲透能力的, 要確定環氧樹脂膜的防介質滲透能力大小, 就要從外界因素影響、環氧樹脂膜的化學結構和由滲透介質溶度參數與膜內各組分溶度參數決定的形態結構進行分析。
1.3 環氧樹脂膜的粘彈性
粘彈性是指聚合物在加工過程中, 在不同條件下表現出固體和液體的性質, 聚合物在加工過程中通常經歷了一個由固體變為液體、再從液體變固體的過程, 所以要制備的環氧樹脂模具有比較滿意的粘彈性及物理機械性, 可依據固化劑用量對膜粘彈性參數的影響來調整適當的固化劑品種和用量, 幾個相對比較重要的粘彈性參數為:玻璃化溫度、橡膠態彈性模量和橡膠態交聯密度。
1.4 環氧樹脂膜的耐化學藥品性
脂肪族經基存在于環氧樹脂分子中, 一般情況下, 它具有一定的親水性, 有助于水分子積集或穿過膜內, 膜的防水性因此而降低, 并且一般來說, 可被腐蝕介質破壞的化學鍵及極性基團都要被避免存在于膜內。
2 環氧樹脂涂料配方設計
2.1 溶劑的揮發速度
溶劑是制備涂料的媒介物, 只有當溶劑的揮發速度被恰當地控制時, 涂膜的優異性能才能得到保證, 作為媒介物的溶劑可以使施工粘度得到調節, 溶劑的揮發, 對涂膜的性能有很大的影響, 確定溶劑品種的關鍵技術之一就是溶劑的揮發速度, 所以溶劑在施工結束后要以適合的速度釋放, 有機溶劑的揮發速度與它的沸點和表面張力成反比。
2.2 固化劑和固化速度
對于固化劑的選擇, 應考慮的因素有兩點, 一是固化劑的固化反應性, 二是分子結構特點。無論是對于粘接劑、涂料還是澆注料來說, 固化劑都是必不可少的添加物, 若是缺乏這項添加物, 環氧樹脂就不能固化。
2.3 顏填料的功能
對于顏填料的選擇, 要根據涂料的應用而定, 云母和滑石粉可增強涂膜的耐化學藥品性和提高物理機械性;對于耐光和熱介質條件, 易選用氧化鋅和云母氧化鐵;關于防酸堿介質條件, 顏填料可選擇沉淀硫酸鋇和氧化鐵紅等。較小的顏填料體積濃度, 就會使粒子間距離較大, 所以涂膜防介質滲透能力就較強, 將臨界粒子距離概念引人涂膜內, 然而若是涂膜內粒子間距離相對于臨界粒子距離而言較低, 就會在涂膜內形成有利于介質滲透的毛細管。
3 助劑
助劑是聚合物進行成型加工時添加的一些化合物, 其目的是為改善其加工性能或樹脂本身性能的不足, 助劑對于塑料成型加工是很重要的, 對于環氧樹脂涂料而言, 助劑是生產、貯存及施工過程中不可缺少的重要組成部分, 因為助劑的使用, 才可以獲得性能更加優異的環氧樹脂涂料, 它們在涂料中發揮著特效功能, 所以說應充分利用各種助劑對涂料以及最終涂膜性能的作用。但是, 助劑的使用也有一定的要求, 它應當能夠較好的相溶于被添加的合成樹脂, 并且不滲析、不揮發、不遷移, 而且要能良好的適應加工條件, 在加工成型的過程中能夠較為容易的分散均勻。并且, 助劑按其作用機理, 可分為增韌劑、流變調節劑、表面活性劑、固化促進劑和貯存穩定劑等, 在使用時應當有針對性地選用各種助劑。
4 結語
眾所周知, 由于環氧樹脂涂料具有諸多優異的性能, 比如說它擁有緩蝕和電化學作用, 這是由它的性質決定的, 對腐蝕介質來說, 環氧樹脂涂料形成的涂膜不僅僅有屏蔽作用, 而且可以使被保護金屬鈍化, 所以作為防護涂料品種之一的環氧樹脂涂料, 現如今已被人們廣泛采用, 并且環氧樹脂涂料還具有另外一個特性, 是其它涂料所不具備的, 因為它形成的涂膜有優異的“濕態”粘結力, 而且環氧樹脂涂料還有特殊的防護效能。
摘要：本文首先介紹了有關環氧樹脂的基本知識, 然后再從環氧樹脂的性能出發, 綜合分析溶劑、固化劑以及顏填料這三方因素, 最終解決了環氧樹脂涂料的配方設計問題。
關鍵詞：環氧樹脂,涂料,配方設計
參考文獻
[1] 劉文艷, 孫建中等.有機硅改性水性環氧樹脂的合成與表征.高?；瘜W工程學報, 200721 (6) :1044-1048.
[2] 王進, 杜宗良, 李瑞霞, 等.功能高分子, 2000, 13 (2) :141~144.
[3] 楊士勇, 李海艷, 王德生.一種含硅有機胺環氧樹脂固化劑.中國專利.C08G59/50:1583816, 2005-02-23.