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聚已內(nèi)酯改性環(huán)氧樹脂及涂料配方
中高相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的耐化學(xué)性及耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于溶劑型和水性涂料中。然而由于通過環(huán)氧樹脂的仲羥基實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，需要高溫烘烤或延長烘烤時(shí)間，制得的涂膜脆性太大。通過對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，用CAPA2054聚已內(nèi)酯進(jìn)行擴(kuò)鏈或者冷拼，制備的環(huán)氧烘烤涂料柔韌性好，這兩種方法都不會(huì)縮短烘烤時(shí)間或者降低烘烤溫度。 聚已內(nèi)酯接枝到環(huán)氧樹脂的仲羥基上，生成分子主鏈，酯化的側(cè)鏈由伯羥基封端。當(dāng)聚已內(nèi)酯在中等溫度下和環(huán)氧樹脂酯化時(shí)，大量環(huán)氧基團(tuán)末發(fā)生反應(yīng)，這樣得到的材料可用于制備粉末涂料和溶劑型涂料以及用作樹脂中間體。 1聚已環(huán)氧樹脂 將環(huán)氧樹脂放人帶有攪拌器，氮?dú)鈱?dǎo)管、冷凝回流管和真空蒸餾裝置的反應(yīng)器中，加入5%～10%的二甲苯溶液熔融回流。在抽真空條件下，升溫至120～40℃，除去環(huán)氧樹脂中的水分和二甲苯。然后降溫至100℃，加入聚已內(nèi)酯和催化劑溶液(10%辛酸亞錫二甲苯溶液)，催化劑用量在0～×10-4。然后升溫至145℃反應(yīng)1h，再升溫至155qC繼續(xù)反應(yīng)，當(dāng)殘留的聚已內(nèi)酯含量降至o.5%時(shí)，開始抽真空，使其含量繼續(xù)降至o.1%以下，停止反應(yīng)，將樹脂冷卻，用溶劑稀釋或熔融傾倒在托盤上。對(duì)3個(gè)不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂在155~C條件下通過加入50×l0-6酸亞錫催化劑進(jìn)行了改性，反應(yīng)時(shí)間從7～17h不等，環(huán)氧官能團(tuán)損失在7%～17%之間。 如果先用胺或者酸使得環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)，則可以制得低粘度樹脂。通過上述方法，我們可以制備3種類型的樹脂體系，即陽離子、陰離子水性涂料和溶劑型涂料。 2陽離子水性涂料 仲胺與環(huán)氧樹脂反應(yīng)可生成叔胺，當(dāng)叔胺被中和后，提供了樹脂水溶性，胺化的環(huán)氧樹脂均可用聚已內(nèi)酯改性，使得環(huán)氧樹脂的仲羥基轉(zhuǎn)化成伯羥基。 2.1胺加成物的制備 將544.7R環(huán)氧樹脂Epikote1004(當(dāng)量895.7)和50g二甲苯加入裝有攪拌器、冷凝回流裝置，氮?dú)鈱?dǎo)管的反應(yīng)器中，將混合物加熱至60%，加入45.3g二乙胺，升溫至120℃并保持1h。然后將樹脂冷卻并加入1：1二甲苯／甲基異丁基酮混合物稀釋至75%固含量，稱樹脂A。 2.2聚已內(nèi)酯改性樹脂的制備 上述樹脂溶液中的水分和二甲苯通過迪安—斯達(dá)克冷凝管抽真空，100～120℃下被除去。將150g聚已內(nèi)酯及0.015g辛酸亞錫加入樹脂溶液中，加熱至155%，使聚己內(nèi)酯與樹脂中的仲羥基發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)6h以后，再加入0.015g辛酸亞錨，當(dāng)游離的聚已內(nèi)酯含量低于0.1%時(shí)(由氣相色譜法分析)，反應(yīng)8～10h，將樹脂冷卻并加入1：1二甲苯/甲基異丁基酮溶液稀釋至75%固含量，稱樹脂B。 2.3陽離子水性涂料體系的制備 陽離子水性涂料體系配方見表1。 表1陽離子水性涂料的配方 組成AB 樹脂A40.00- 聚已內(nèi)酯改性樹脂(樹脂B)-40.00 IPDIB1065(75%二甲苯/甲基異丁基酮溶液)(1：1)13.3113.31 冰醋酸1.851.49 去離子水44.8045.16 FC1350.040.04 將環(huán)氧樹脂和封閉異氰酸酯溶液、乙酸溶液混合。經(jīng)中和的樹脂混合物加入高速攪拌器中分散，然后在水中稀釋至40%的固含量，再加入氟碳流動(dòng)劑。將涂料涂在經(jīng)磷酸鹽化處理、厚度為0.9mm的鋁制平板上，開成12μ厚的漆膜。表2列出了在195℃下經(jīng)烘烤10min，20min和30min后涂膜的耐溶劑性，表3列出了在195℃下固化30min后涂膜的物理性能。 表2陽離子水性涂料的耐溶劑性 耐溶劑性烘烤時(shí)間，min 102030 涂膜A耐丁酮擦拭次數(shù)01115 涂膜B耐丁酮擦拭次數(shù)104770 表3陽離子水性涂膜的物理性能 檢測項(xiàng)目涂膜A涂膜B 鉛筆硬度，H33 背面沖擊強(qiáng)度(英尺·磅)120>160 柔韌性(180oT型變曲)，T31.5 從表中結(jié)果可見，經(jīng)過聚已內(nèi)酯改性的涂料和未經(jīng)改性的涂料相比，前者耐溶劑性提高，這表明伯羥基與封閉異氰酸酯反應(yīng)更容易。而且，在保持良好的漆膜硬度的同時(shí)，用聚已內(nèi)酯改性的涂料在柔韌性和耐沖擊性等方面都有所改善。 將以上兩種樹脂用于陰極電泳涂料進(jìn)行對(duì)比，采用同樣的制備方法，只是用封閉的DesmodurKL52544代替封閉的IPDI。這兩種涂料都稀釋到25%固含量，并施工到陽離子帶電板上，含有聚已內(nèi)酯的涂料，雖然胺含量低，仍然表面出很好的均鍍能力，同時(shí)烘烤時(shí)具有更好的流動(dòng)性、光澤度、柔韌性和耐沖擊性。 3陰離子水性涂料 用聚已內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂與酸酐，如鄰苯二甲酸酐1，2，4-苯三酸酐反應(yīng)制備陰離子水性涂料。 3.1羧基樹脂的制備 將627.1g環(huán)氧樹脂Epikote1004；122.5g叔碳酸縮水甘油酯E-10；50g二甲苯胺稱量后加入裝有攪拌器、冷凝回流管、氮?dú)忾y和加熱控制器的反應(yīng)器中，然后加熱至140℃，反應(yīng)4h，直到樹脂酸值低于2mgKOH/g，停止反應(yīng)。體系中的二甲苯和水在140℃真空條件下，用迪安-斯達(dá)克冷凝器除去。 將混合物冷卻至100℃，加入156.8g聚已內(nèi)酯和0.025g辛酸亞錫，升溫155℃，使聚已內(nèi)酯與辛酸亞錫，繼續(xù)反應(yīng)，使用聚已內(nèi)酯的含量低于0.1%，停止反應(yīng)(使用氣相色譜測定，反應(yīng)時(shí)間在8～10h)。將樹脂冷卻至80℃，加入93.6g1，2，4-苯三酸酐和2.5g芐基二甲胺，緩慢升溫至160℃，并在該溫度下反應(yīng)，直至樹脂酸值達(dá)到55mgKOH/g，冷卻后用2-丁氧基乙醇將其稀釋至75%固含量(樹脂F(xiàn))。去離子水44.8045.16 FC1350.040.04 將環(huán)氧樹脂和封閉異氰酸酯溶液、乙酸溶液混合。經(jīng)中和的樹脂混合物加入高速攪拌器中分散，然后在水中稀釋至40%的固含量，再加入氟碳流動(dòng)劑。將涂料涂在經(jīng)磷酸鹽化處理、厚度為0.9mm的鋁制平板上，開成12μ厚的漆膜。表2列出了在195℃下經(jīng)烘烤10min，20min和30min后涂膜的耐溶劑性，表3列出了在195℃下固化30min后涂膜的物理性能。 表2陽離子水性涂料的耐溶劑性 耐溶劑性烘烤時(shí)間，min 102030 涂膜A耐丁酮擦拭次數(shù)01115 涂膜B耐丁酮擦拭次數(shù)104770 表3陽離子水性涂膜的物理性能 檢測項(xiàng)目涂膜A涂膜B 鉛筆硬度，H33 背面沖擊強(qiáng)度(英尺·磅)120>160 柔韌性(180oT型變曲)，T31.5 從表中結(jié)果可見，經(jīng)過聚已內(nèi)酯改性的涂料和未經(jīng)改性的涂料相比，前者耐溶劑性提高，這表明伯羥基與封閉異氰酸酯反應(yīng)更容易。而且，在保持良好的漆膜硬度的同時(shí)，用聚已內(nèi)酯改性的涂料在柔韌性和耐沖擊性等方面都有所改善。 將以上兩種樹脂用于陰極電泳涂料進(jìn)行對(duì)比，采用同樣的制備方法，只是用封閉的DesmodurKL52544代替封閉的IPDI。這兩種涂料都稀釋到25%固含量，并施工到陽離子帶電板上，含有聚已內(nèi)酯的涂料，雖然胺含量低，仍然表面出很好的均鍍能力，同時(shí)烘烤時(shí)具有更好的流動(dòng)性、光澤度、柔韌性和耐沖擊性。 3陰離子水性涂料 用聚已內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂與酸酐，如鄰苯二甲酸酐1，2，4-苯三酸酐反應(yīng)制備陰離子水性涂料。 3.1羧基樹脂的制備 將627.1g環(huán)氧樹脂Epikote1004；122.5g叔碳酸縮水甘油酯E-10；50g二甲苯胺稱量后加入裝有攪拌器、冷凝回流管、氮?dú)忾y和加熱控制器的反應(yīng)器中，然后加熱至140℃，反應(yīng)4h，直到樹脂酸值低于2mgKOH/g，停止反應(yīng)。體系中的二甲苯和水在140℃真空條件下，用迪安-斯達(dá)克冷凝器除去。 將混合物冷卻至100℃，加入156.8g聚已內(nèi)酯和0.025g辛酸亞錫，升溫155℃，使聚已內(nèi)酯與辛酸亞錫，繼續(xù)反應(yīng)，使用聚已內(nèi)酯的含量低于0.1%，停止反應(yīng)(使用氣相色譜測定，反應(yīng)時(shí)間在8～10h)。將樹脂冷卻至80℃，加入93.6g1，2，4-苯三酸酐和2.5g芐基二甲胺，緩慢升溫至160℃，并在該溫度下反應(yīng)，直至樹脂酸值達(dá)到55mgKOH/g，冷卻后用2-丁氧基乙醇將其稀釋至75%固含量(樹脂F(xiàn))。中高相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的耐化學(xué)性及耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于溶劑型和水性涂料中。然而由于通過環(huán)氧樹脂的仲羥基實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，需要高溫烘烤或延長烘烤時(shí)間，制得的涂膜脆性太大。通過對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，用CAPA2054聚已內(nèi)酯進(jìn)行擴(kuò)鏈或者冷拼，制備的環(huán)氧烘烤涂料柔韌性好，這兩種方法都不會(huì)縮短烘烤時(shí)間或者降低烘烤溫度。 聚已內(nèi)酯接枝到環(huán)氧樹脂的仲羥基上，生成分子主鏈，酯化的側(cè)鏈由伯羥基封端。當(dāng)聚已內(nèi)酯在中等溫度下和環(huán)氧樹脂酯化時(shí)，大量環(huán)氧基團(tuán)末發(fā)生反應(yīng)，這樣得到的材料可用于制備粉末涂料和溶劑型涂料以及用作樹脂中間體。 1聚已環(huán)氧樹脂 將環(huán)氧樹脂放人帶有攪拌器，氮?dú)鈱?dǎo)管、冷凝回流管和真空蒸餾裝置的反應(yīng)器中，加入5%～10%的二甲苯溶液熔融回流。在抽真空條件下，升溫至120～40℃，除去環(huán)氧樹脂中的水分和二甲苯。然后降溫至100℃，加入聚已內(nèi)酯和催化劑溶液(10%辛酸亞錫二甲苯溶液)，催化劑用量在0～×10-4。然后升溫至145℃反應(yīng)1h，再升溫至155qC繼續(xù)反應(yīng)，當(dāng)殘留的聚已內(nèi)酯含量降至o.5%時(shí)，開始抽真空，使其含量繼續(xù)降至o.1%以下，停止反應(yīng)，將樹脂冷卻，用溶劑稀釋或熔融傾倒在托盤上。對(duì)3個(gè)不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂在155~C條件下通過加入50×l0-6酸亞錫催化劑進(jìn)行了改性，反應(yīng)時(shí)間從7～17h不等，環(huán)氧官能團(tuán)損失在7%～17%之間。 如果先用胺或者酸使得環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)，則可以制得低粘度樹脂。通過上述方法，我們可以制備3種類型的樹脂體系，即陽離子、陰離子水性涂料和溶劑型涂料。 2陽離子水性涂料 仲胺與環(huán)氧樹脂反應(yīng)可生成叔胺，當(dāng)叔胺被中和后，提供了樹脂水溶性，胺化的環(huán)氧樹脂均可用聚已內(nèi)酯改性，使得環(huán)氧樹脂的仲羥基轉(zhuǎn)化成伯羥基。 2.1胺加成物的制備 將544.7R環(huán)氧樹脂Epikote1004(當(dāng)量895.7)和50g二甲苯加入裝有攪拌器、冷凝回流裝置，氮?dú)鈱?dǎo)管的反應(yīng)器中，將混合物加熱至60%，加入45.3g二乙胺，升溫至120℃并保持1h。然后將樹脂冷卻并加入1：1二甲苯／甲基異丁基酮混合物稀釋至75%固含量，稱樹脂A。 2.2聚已內(nèi)酯改性樹脂的制備 上述樹脂溶液中的水分和二甲苯通過迪安—斯達(dá)克冷凝管抽真空，100～120℃下被除去。將150g聚已內(nèi)酯及0.015g辛酸亞錫加入樹脂溶液中，加熱至155%，使聚己內(nèi)酯與樹脂中的仲羥基發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)6h以后，再加入0.015g辛酸亞錨，當(dāng)游離的聚已內(nèi)酯含量低于0.1%時(shí)(由氣相色譜法分析)，反應(yīng)8～10h，將樹脂冷卻并加入1：1二甲苯/甲基異丁基酮溶液稀釋至75%固含量，稱樹脂B。 2.3陽離子水性涂料體系的制備 陽離子水性涂料體系配方見表1。 表1陽離子水性涂料的配方 組成AB 樹脂A40.00- 聚已內(nèi)酯改性樹脂(樹脂B)-40.00 IPDIB1065(75%二甲苯/甲基異丁基酮溶液)(1：1)13.3113.31 冰醋酸1.851.49 去離子水44.8045.16 FC1350.040.04 將環(huán)氧樹脂和封閉異氰酸酯溶液、乙酸溶液混合。經(jīng)中和的樹脂混合物加入高速攪拌器中分散，然后在水中稀釋至40%的固含量，再加入氟碳流動(dòng)劑。將涂料涂在經(jīng)磷酸鹽化處理、厚度為0.9mm的鋁制平板上，開成12μ厚的漆膜。表2列出了在195℃下經(jīng)烘烤10min，20min和30min后涂膜的耐溶劑性，表3列出了在195℃下固化30min后涂膜的物理性能。 表2陽離子水性涂料的耐溶劑性 耐溶劑性烘烤時(shí)間，min 102030 涂膜A耐丁酮擦拭次數(shù)01115 涂膜B耐丁酮擦拭次數(shù)104770 表3陽離子水性涂膜的物理性能 檢測項(xiàng)目涂膜A涂膜B 鉛筆硬度，H33 背面沖擊強(qiáng)度(英尺·磅)120>160 柔韌性(180oT型變曲)，T31.5 從表中結(jié)果可見，經(jīng)過聚已內(nèi)酯改性的涂料和未經(jīng)改性的涂料相比，前者耐溶劑性提高，這表明伯羥基與封閉異氰酸酯反應(yīng)更容易。而且，在保持良好的漆膜硬度的同時(shí)，用聚已內(nèi)酯改性的涂料在柔韌性和耐沖擊性等方面都有所改善。 將以上兩種樹脂用于陰極電泳涂料進(jìn)行對(duì)比，采用同樣的制備方法，只是用封閉的DesmodurKL52544代替封閉的IPDI。這兩種涂料都稀釋到25%固含量，并施工到陽離子帶電板上，含有聚已內(nèi)酯的涂料，雖然胺含量低，仍然表面出很好的均鍍能力，同時(shí)烘烤時(shí)具有更好的流動(dòng)性、光澤度、柔韌性和耐沖擊性。 3陰離子水性涂料 用聚已內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂與酸酐，如鄰苯二甲酸酐1，2，4-苯三酸酐反應(yīng)制備陰離子水性涂料。 3.1羧基樹脂的制備 將627.1g環(huán)氧樹脂Epikote1004；122.5g叔碳酸縮水甘油酯E-10；50g二甲苯胺稱量后加入裝有攪拌器、冷凝回流管、氮?dú)忾y和加熱控制器的反應(yīng)器中，然后加熱至140℃，反應(yīng)4h，直到樹脂酸值低于2mgKOH/g，停止反應(yīng)。體系中的二甲苯和水在140℃真空條件下，用迪安-斯達(dá)克冷凝器除去。 將混合物冷卻至100℃，加入156.8g聚已內(nèi)酯和0.025g辛酸亞錫，升溫155℃，使聚已內(nèi)酯與辛酸亞錫，繼續(xù)反應(yīng)，使用聚已內(nèi)酯的含量低于0.1%，停止反應(yīng)(使用氣相色譜測定，反應(yīng)時(shí)間在8～10h)。將樹脂冷卻至80℃，加入93.6g1，2，4-苯三酸酐和2.5g芐基二甲胺，緩慢升溫至160℃，并在該溫度下反應(yīng)，直至樹脂酸值達(dá)到55mgKOH/g，冷卻后用2-丁氧基乙醇將其稀釋至75%固含量(樹脂F(xiàn))。去離子水44.8045.16 FC1350.040.04 將環(huán)氧樹脂和封閉異氰酸酯溶液、乙酸溶液混合。經(jīng)中和的樹脂混合物加入高速攪拌器中分散，然后在水中稀釋至40%的固含量，再加入氟碳流動(dòng)劑。將涂料涂在經(jīng)磷酸鹽化處理、厚度為0.9mm的鋁制平板上，開成12μ厚的漆膜。表2列出了在195℃下經(jīng)烘烤10min，20min和30min后涂膜的耐溶劑性，表3列出了在195℃下固化30min后涂膜的物理性能。表2陽離子水性涂料的耐溶劑性 耐溶劑性烘烤時(shí)間，min 102030 涂膜A耐丁酮擦拭次數(shù)01115 涂膜B耐丁酮擦拭次數(shù)104770 表3陽離子水性涂膜的物理性能 檢測項(xiàng)目涂膜A涂膜B 鉛筆硬度，H33 背面沖擊強(qiáng)度(英尺·磅)120>160 柔韌性(180oT型變曲)，T31.5 從表中結(jié)果可見，經(jīng)過聚已內(nèi)酯改性的涂料和未經(jīng)改性的涂料相比，前者耐溶劑性提高，這表明伯羥基與封閉異氰酸酯反應(yīng)更容易。而且，在保持良好的漆膜硬度的同時(shí)，用聚已內(nèi)酯改性的涂料在柔韌性和耐沖擊性等方面都有所改善。 將以上兩種樹脂用于陰極電泳涂料進(jìn)行對(duì)比，采用同樣的制備方法，只是用封閉的DesmodurKL52544代替封閉的IPDI。這兩種涂料都稀釋到25%固含量，并施工到陽離子帶電板上，含有聚已內(nèi)酯的涂料，雖然胺含量低，仍然表面出很好的均鍍能力，同時(shí)烘烤時(shí)具有更好的流動(dòng)性、光澤度、柔韌性和耐沖擊性。 3陰離子水性涂料 用聚已內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂與酸酐，如鄰苯二甲酸酐1，2，4-苯三酸酐反應(yīng)制備陰離子水性涂料。 3.1羧基樹脂的制備 將627.1g環(huán)氧樹脂Epikote1004；122.5g叔碳酸縮水甘油酯E-10；50g二甲苯胺稱量后加入裝有攪拌器、冷凝回流管、氮?dú)忾y和加熱控制器的反應(yīng)器中，然后加熱至140℃，反應(yīng)4h，直到樹脂酸值低于2mgKOH/g，停止反應(yīng)。體系中的二甲苯和水在140℃真空條件下，用迪安-斯達(dá)克冷凝器除去。 將混合物冷卻至100℃，加入156.8g聚已內(nèi)酯和0.025g辛酸亞錫，升溫155℃，使聚已內(nèi)酯與辛酸亞錫，繼續(xù)反應(yīng)，使用聚已內(nèi)酯的含量低于0.1%，停止反應(yīng)(使用氣相色譜測定，反應(yīng)時(shí)間在8～10h)。將樹脂冷卻至80℃，加入93.6g1，2，4-苯三酸酐和2.5g芐基二甲胺，緩慢升溫至160℃，并在該溫度下反應(yīng)，直至樹脂酸值達(dá)到55mgKOH/g，冷卻后用2-丁氧基乙醇將其稀釋至75%固含量(樹脂F(xiàn))。 中高相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的耐化學(xué)性及耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于溶劑型和水性涂料中。然而由于通過環(huán)氧樹脂的仲羥基實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，需要高溫烘烤或延長烘烤時(shí)間，制得的涂膜脆性太大。通過對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，用CAPA2054聚已內(nèi)酯進(jìn)行擴(kuò)鏈或者冷拼，制備的環(huán)氧烘烤涂料柔韌性好，這兩種方法都不會(huì)縮短烘烤時(shí)間或者降低烘烤溫度。 聚已內(nèi)酯接枝到環(huán)氧樹脂的仲羥基上，生成分子主鏈，酯化的側(cè)鏈由伯羥基封端。當(dāng)聚已內(nèi)酯在中等溫度下和環(huán)氧樹脂酯化時(shí)，大量環(huán)氧基團(tuán)末發(fā)生反應(yīng)，這樣得到的材料可用于制備粉末涂料和溶劑型涂料以及用作樹脂中間體。 1聚已環(huán)氧樹脂 將環(huán)氧樹脂放人帶有攪拌器，氮?dú)鈱?dǎo)管、冷凝回流管和真空蒸餾裝置的反應(yīng)器中，加入5%～10%的二甲苯溶液熔融回流。在抽真空條件下，升溫至120～40℃，除去環(huán)氧樹脂中的水分和二甲苯。然后降溫至100℃，加入聚已內(nèi)酯和催化劑溶液(10%辛酸亞錫二甲苯溶液)，催化劑用量在0～×10-4。然后升溫至145℃反應(yīng)1h，再升溫至155qC繼續(xù)反應(yīng)，當(dāng)殘留的聚已內(nèi)酯含量降至o.5%時(shí)，開始抽真空，使其含量繼續(xù)降至o.1%以下，停止反應(yīng)，將樹脂冷卻，用溶劑稀釋或熔融傾倒在托盤上。對(duì)3個(gè)不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂在155~C條件下通過加入50×l0-6酸亞錫催化劑進(jìn)行了改性，反應(yīng)時(shí)間從7～17h不等，環(huán)氧官能團(tuán)損失在7%～17%之間。 如果先用胺或者酸使得環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)，則可以制得低粘度樹脂。通過上述方法，我們可以制備3種類型的樹脂體系，即陽離子、陰離子水性涂料和溶劑型涂料。 2陽離子水性涂料 仲胺與環(huán)氧樹脂反應(yīng)可生成叔胺，當(dāng)叔胺被中和后，提供了樹脂水溶性，胺化的環(huán)氧樹脂均可用聚已內(nèi)酯改性，使得環(huán)氧樹脂的仲羥基轉(zhuǎn)化成伯羥基。 2.1胺加成物的制備 將544.7R環(huán)氧樹脂Epikote1004(當(dāng)量895.7)和50g二甲苯加入裝有攪拌器、冷凝回流裝置，氮?dú)鈱?dǎo)管的反應(yīng)器中，將混合物加熱至60%，加入45.3g二乙胺，升溫至120℃并保持1h。然后將樹脂冷卻并加入1：1二甲苯／甲基異丁基酮混合物稀釋至75%固含量，稱樹脂A。 2.2聚已內(nèi)酯改性樹脂的制備 上述樹脂溶液中的水分和二甲苯通過迪安—斯達(dá)克冷凝管抽真空，100～120℃下被除去。將150g聚已內(nèi)酯及0.015g辛酸亞錫加入樹脂溶液中，加熱至155%，使聚己內(nèi)酯與樹脂中的仲羥基發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)6h以后，再加入0.015g辛酸亞錨，當(dāng)游離的聚已內(nèi)酯含量低于0.1%時(shí)(由氣相色譜法分析)，反應(yīng)8～10h，將樹脂冷卻并加入1：1二甲苯/甲基異丁基酮溶液稀釋至75%固含量，稱樹脂B。 2.3陽離子水性涂料體系的制備 陽離子水性涂料體系配方見表1。 表1陽離子水性涂料的配方 組成AB 樹脂A40.00- 聚已內(nèi)酯改性樹脂(樹脂B)-40.00 IPDIB1065(75%二甲苯/甲基異丁基酮溶液)(1：1)13.3113.31 冰醋酸1.851.49 去離子水44.8045.16 FC1350.040.04 將環(huán)氧樹脂和封閉異氰酸酯溶液、乙酸溶液混合。經(jīng)中和的樹脂混合物加入高速攪拌器中分散，然后在水中稀釋至40%的固含量，再加入氟碳流動(dòng)劑。將涂料涂在經(jīng)磷酸鹽化處理、厚度為0.9mm的鋁制平板上，開成12μ厚的漆膜。表2列出了在195℃下經(jīng)烘烤10min，20min和30min后涂膜的耐溶劑性，表3列出了在195℃下固化30min后涂膜的物理性能。 表2陽離子水性涂料的耐溶劑性 耐溶劑性烘烤時(shí)間，min 102030 涂膜A耐丁酮擦拭次數(shù)01115 涂膜B耐丁酮擦拭次數(shù)104770 表3陽離子水性涂膜的物理性能 檢測項(xiàng)目涂膜A涂膜B 鉛筆硬度，H33 背面沖擊強(qiáng)度(英尺·磅)120>160 柔韌性(180oT型變曲)，T31.5 從表中結(jié)果可見，經(jīng)過聚已內(nèi)酯改性的涂料和未經(jīng)改性的涂料相比，前者耐溶劑性提高，這表明伯羥基與封閉異氰酸酯反應(yīng)更容易。而且，在保持良好的漆膜硬度的同時(shí)，用聚已內(nèi)酯改性的涂料在柔韌性和耐沖擊性等方面都有所改善。 將以上兩種樹脂用于陰極電泳涂料進(jìn)行對(duì)比，采用同樣的制備方法，只是用封閉的DesmodurKL52544代替封閉的IPDI。這兩種涂料都稀釋到25%固含量，并施工到陽離子帶電板上，含有聚已內(nèi)酯的涂料，雖然胺含量低，仍然表面出很好的均鍍能力，同時(shí)烘烤時(shí)具有更好的流動(dòng)性、光澤度、柔韌性和耐沖擊性。 3陰離子水性涂料 用聚已內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂與酸酐，如鄰苯二甲酸酐1，2，4-苯三酸酐反應(yīng)制備陰離子水性涂料。 3.1羧基樹脂的制備 將627.1g環(huán)氧樹脂Epikote1004；122.5g叔碳酸縮水甘油酯E-10；50g二甲苯胺稱量后加入裝有攪拌器、冷凝回流管、氮?dú)忾y和加熱控制器的反應(yīng)器中，然后加熱至140℃，反應(yīng)4h，直到樹脂酸值低于2mgKOH/g，停止反應(yīng)。體系中的二甲苯和水在140℃真空條件下，用迪安-斯達(dá)克冷凝器除去。 將混合物冷卻至100℃，加入156.8g聚已內(nèi)酯和0.025g辛酸亞錫，升溫155℃，使聚已內(nèi)酯與辛酸亞錫，繼續(xù)反應(yīng)，使用聚已內(nèi)酯的含量低于0.1%，停止反應(yīng)(使用氣相色譜測定，反應(yīng)時(shí)間在8～10h)。將樹脂冷卻至80℃，加入93.6g1，2，4-苯三酸酐和2.5g芐基二甲胺，緩慢升溫至160℃，并在該溫度下反應(yīng)，直至樹脂酸值達(dá)到55mgKOH/g，冷卻后用2-丁氧基乙醇將其稀釋至75%固含量(樹脂F(xiàn))。去離子水44.8045.16 FC1350.040.04 將環(huán)氧樹脂和封閉異氰酸酯溶液、乙酸溶液混合。經(jīng)中和的樹脂混合物加入高速攪拌器中分散，然后在水中稀釋至40%的固含量，再加入氟碳流動(dòng)劑。將涂料涂在經(jīng)磷酸鹽化處理、厚度為0.9mm的鋁制平板上，開成12μ厚的漆膜。表2列出了在195℃下經(jīng)烘烤10min，20min和30min后涂膜的耐溶劑性，表3列出了在195℃下固化30min后涂膜的物理性能。 表2陽離子水性涂料的耐溶劑性 耐溶劑性烘烤時(shí)間，min 102030 涂膜A耐丁酮擦拭次數(shù)01115 涂膜B耐丁酮擦拭次數(shù)104770 表3陽離子水性涂膜的物理性能 檢測項(xiàng)目涂膜A涂膜B 鉛筆硬度，H33 背面沖擊強(qiáng)度(英尺·磅)120>160 柔韌性(180oT型變曲)，T31.5 從表中結(jié)果可見，經(jīng)過聚已內(nèi)酯改性的涂料和未經(jīng)改性的涂料相比，前者耐溶劑性提高，這表明伯羥基與封閉異氰酸酯反應(yīng)更容易。而且，在保持良好的漆膜硬度的同時(shí)，用聚已內(nèi)酯改性的涂料在柔韌性和耐沖擊性等方面都有所改善。 將以上兩種樹脂用于陰極電泳涂料進(jìn)行對(duì)比，采用同樣的制備方法，只是用封閉的DesmodurKL52544代替封閉的IPDI。這兩種涂料都稀釋到25%固含量，并施工到陽離子帶電板上，含有聚已內(nèi)酯的涂料，雖然胺含量低，仍然表面出很好的均鍍能力，同時(shí)烘烤時(shí)具有更好的流動(dòng)性、光澤度、柔韌性和耐沖擊性。 3陰離子水性涂料 用聚已內(nèi)酯改性的環(huán)氧樹脂與酸酐，如鄰苯二甲酸酐1，2，4-苯三酸酐反應(yīng)制備陰離子水性涂料。 3.1羧基樹脂的制備 將627.1g環(huán)氧樹脂Epikote1004；122.5g叔碳酸縮水甘油酯E-10；50g二甲苯胺稱量后加入裝有攪拌器、冷凝回流管、氮?dú)忾y和加熱控制器的反應(yīng)器中，然后加熱至140℃，反應(yīng)4h，直到樹脂酸值低于2mgKOH/g，停止反應(yīng)。體系中的二甲苯和水在140℃真空條件下，用迪安-斯達(dá)克冷凝器除去。 將混合物冷卻至100℃，加入156.8g聚已內(nèi)酯和0.025g辛酸亞錫，升溫155℃，使聚已內(nèi)酯與辛酸亞錫，繼續(xù)反應(yīng)，使用聚已內(nèi)酯的含量低于0.1%，停止反應(yīng)(使用氣相色譜測定，反應(yīng)時(shí)間在8～10h)。將樹脂冷卻至80℃，加入93.6g1，2，4-苯三酸酐和2.5g芐基二甲胺，緩慢升溫至160℃，并在該溫度下反應(yīng)，直至樹脂酸值達(dá)到55mgKOH/g，冷卻后用2-丁氧基乙醇將其稀釋至75%固含量(樹脂F(xiàn))。
