環氧樹脂合成原理及步驟
在環氧地坪行業有很多專業的術語及產品名稱大家不是很了解,因此在看相關技術文章的時候就有點摸不著頭腦。所以要想深入到這一行業中來,學習是必不可少的。今天我們將要為大家介紹的是環氧樹脂的合成知識。針對其中一些比較晦澀的詞匯我們在以后的文章中還會繼續給大家講解。環氧樹脂是環氧樹脂地坪涂料中的重要材料,環氧樹脂種類很多,不同類型的環氧樹脂的合成方法不同,主要有兩種:
1.多元酚、多元醇、多元酸和多元胺等含活潑氫原子的化合物與環氧氯丙烷等含環氧基的化合物經縮聚而得。
2.鏈狀或環狀雙烯類化合物的雙鍵與過氧酸經環氧化而成。
雙酚A型環氧樹脂的合成原理:
雙酚A型環氧樹脂又稱為雙酚A縮水甘油醚型環氧樹脂,因原料來源方便、成本低,所以在環氧樹脂中應用最廣、產量最大,約占環氧樹脂總產量的85%以上。雙酚A型環氧樹脂是由雙酚A和環氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下反應制得的,雙酚A和環氧氯丙烷都是二官能度化合物,所以合成所得的樹脂是線型結構。雙酚A型環氧樹脂實際上是由低分子量的二環氧甘油醚、雙酚A以及部分高分子量聚合物組成的,雙酚A與環氧氯丙烷的摩爾比不同,其組成也就不同。氯丙烷與雙酚A的摩爾比必須大于1:1才能保證聚合物分子末端含有環氧基。環氧樹脂的分子量隨雙酚A和環氧氯丙烷的摩爾比的變化而變化,一般說來,環氧氯丙烷過量越多,環氧樹脂的分子量越小。若要制取分子量高達數萬的環氧樹脂,必須采用等摩爾比。工業上環氧氯丙烷的實際用量一般為雙酚A化學計量的2~3倍。
雙酚A型環氧樹脂的合成工藝:
工業上,雙酚A型環氧樹脂的生產方法主要有一步法和二步法兩種。低分子、中分子量的樹脂一般用一步法合成,而高分子量的樹脂既可用一步法,也可用二步法合成。
(1)一步法
一步法是將一定摩爾比的雙酚A和環氧氯丙烷在NaOH作用下進行縮聚,用于合成低、中分子量的雙酚A型環氧樹脂。國產的E-20、E-12、E-14和我們在環氧地坪漆中經常使用的E-44等環氧樹脂均是采用一步法生產的。一步法又可分為水洗法、溶劑萃取法和溶劑法。
(2)二步法
二步法又有本體聚合法和催化聚合法兩種。本體聚合法是將低分子量的環氧樹脂和雙酚A加熱溶解后,再在200攝氏度高溫下反應2小時即得產品。本體聚合法是在高溫下進行,副反應多,生成物中有支鏈,產品不僅環氧值低,而且溶解性差,反應過程中甚至會出現凝鍋現象。催化聚合物是將低分子量的雙酚A型環氧樹脂和雙酚A加熱到80~120攝氏度溶解,然后加入催化劑使其反應,因反應熱而自然升溫,放熱完畢后冷至150~170攝氏度反應1.5小時,過濾即得產品.
一步法是在水介質中呈乳液狀態進行的,后處理較困難,樹脂分子量分布較寬,有機氯含量高,不易制得環氧值高、軟化點也高的樹脂產品.而二步法是在有機溶劑中呈均相狀態進行的,反應較平穩,樹脂分子量分布較窄,后處理相對較容易,有機氯含量低,環氧值和軟化點可通過原料配比的反應溫度來控制.二步法具有工藝簡單、操作方便、投資少、以及工時短、無三廢、產品質量易控制和調節等優點,因而日益受到重視。