摘 要

环氧树脂涂料因为具有很高的硬度，较好的附着力，即粘结强度高，水稳定性较强，能有效抗滑并防止渗水，耐磨并且耐药品试剂腐蚀等性能，目前的地坪涂膜等领域大多都会使用环氧树脂。但是目前，在经济增长的同时，人们对环保方面的重视程度越来越高，限制挥发性有机化合物的环保法规相继出台，因此，水性化、避免加入挥发性有机溶剂将会是涂料行业今后的主要发展方向和趋势，这就意味着以水性环氧树脂为原料的地坪涂料将得到大规模的应用。对水性环氧工业地坪涂料的改性和应用便具有了很大的前瞻性和可实现性。本课题主要是研究水性环氧树脂应用于机械设备施工，是否能够满足路面应用的性能要求，以及对不同配方的水性环氧树脂的各方面性能研究。

本课题主要研究了两种不同配方的水性环氧树脂的各方面性能，这两种配方中的基体环氧树脂的环氧值存在差异，环氧树脂与固化剂的比例也不同。通过分别对两种水性环氧树脂进行固化时间试验、拉拔试验、抗水渗水试验和湿轮磨耗试验来研究其是否满足路面应用性能要求，并研究两种配方的水性环氧树脂的性能差异，最后通过数据分析即文献查找，分析判断造成差异的主要原因。以此完成对水性环氧树脂的研究并完成此课题。

关键词：水性环氧、环氧值、固化剂、性能研究

Preparation and Properties of Waterborne Epoxy Curing Agents

Abstract

Epoxy resin coatings are characterized by high hardness, good abrasion resistance, strong adhesion, and excellent chemical resistance, so they are widely used in the field of industrial floor coating and other fields. With the increasing emphasis on environmental protection in the world, many countries have promulgated environmental laws and regulations restricting volatile organic compounds. Therefore, water-based, solvent-free and high-solid differentiation of coatings will become the inevitable development trend of coatings now and in the future. And waterborne epoxy floor coatings will be more and more widely used in the future. The research and development of waterborne epoxy industrial floor coatings have great economic and social benefits. This topic is mainly to study whether the application of waterborne epoxy resin in mechanical equipment can meet the performance requirements of pavement applications, and to study on the performance of various formulations of waterborne epoxy resin.

This topic mainly studied the various aspects of the performance of two different formulations of waterborne epoxy resin. The epoxy values of the epoxy resins in these two formulations are different, and the ratio of epoxy resin and curing agent are also different. The proportions are e₄₄：C=20：24、e₂₀：C=20:18. Through the curing time test, pull-out test, water penetration resistance test and wet wheel wear test for two aqueous epoxy resins respectively to study whether it satisfies the performance requirements of pavement applications, and to study the different performance of two formulations of waterborne epoxy resins. Finally, through the analysis and literature search to find out the main causes of differences. So as to complete the research on waterborne epoxy resin.

Key words: Waterborne epoxy、Epoxy value、Hardener、Performance research

目录

第一章 引言 1

1.1概述 1

1.1.1环氧树脂简介 1

1.1.2功能型环氧树脂 1

1.1.3水性环氧树脂历史研究及其发展前景 2

1.2水性环氧固化剂 3

1.2.1水性环氧固化剂改性原理 3

1.2.2固化成膜过程概述 4

1.2.3水性环氧固化剂分类 5

1.3本课题研究意义 5

第二章 实验部分 7

2.1实验仪器与药品 7

2.1.1实验仪器 7

2.1.2实验药品 7

2.2实验方案 7

2.2.1样品制备 7

2.2.2固化时间试验 7

2.2.2拉拔试验 8

2.2.3抗滑、渗水试验 8

2.2.4湿轮磨耗试验 9

2.2.5搓揉试验 9

第三章 结果与讨论 10

3.1结果分析方向 10

3.2性能差异原因分析 10

3.2.1环氧值对固化时间的影响 10

3.2.2环氧值对粘结力的影响 11

3.2.3环氧值对水稳定性的影响 12

3.3结论 13

参考文献 14

致谢 16

第一章 引言

1.1概述

1.1.1环氧树脂简介

环氧树脂的制备在我国的起步是在上个世纪60年代，刚开始时只是在中国的两个地方进行试验，之后慢慢发展起来。直到20世纪90年代时，环氧树脂在我国的总消耗量已经达到一个新的高度，这与我国快速发展的经济密切相关。截至目前，环氧树脂是在我国是应用最广泛的热固性树脂之一。粘结力大、耐腐蚀性好、耐久性好、容易对其进行改性等都是其显著特点。在我国，环氧树脂主要是应用于涂料产业、复合材料制造业和电气封装产业。日后，由于新兴领域的不断诞生以及各国对环保意识的不断增强，我们需要对环氧树脂的功能化和环保化提出新的要求。

环氧树脂分子的分子结构特点是至少含有两个环氧基团，而相对分子质量不是很高，在我国工业中占有重要地位的一种热固性塑料，具有粘度低流动性好的特性，因此比较易于生产加工。此外，环氧树脂比较耐酸碱并且提及收缩率低，强度大，硬度高，导电率低，有比较好的绝缘作用，因此能够被应用于涂料、浇注、电子、涂膜、地坪、甚至在航空航天以及国家防空等领域。如上述所说，环氧树脂分子结构中包含有碳氧键并且成环形，活性比较高，当这些碳氧键断裂的时候，固化剂会进入环氧树脂分子并反应生成热固性化合物，这些化合物往往具有一定纵横交错结构，从而利于生产。

1.1.2功能型环氧树脂

随着环氧树脂在我国的广泛应用，环氧树脂改性研究使其成为不同行业领域所需要的功能型环氧树脂的探索越来越深入。目前，功能型环氧树脂主要有粘结型环氧树脂、防辐射型环氧树脂、耐腐蚀型环氧树脂、高阻燃型环氧树脂、灌浆型环氧树脂、电气绝缘型环氧树脂、高耐磨型环氧树脂等等。

粘结型环氧树脂耐热性高并且具有粘结性能，因此能够比较好地粘结金属、塑料、木材、陶瓷、玻璃、复合材料等等多种材料；防辐射型环氧树脂主要是为了解决国防工业中面对到的电子干扰和电磁污染的问题，随着科学技术的发展和国家建设的需求，武器及飞行器对屏蔽防辐射性能突出了比较高的要求，而以环氧树脂为基体树脂的防辐射型环氧树脂便能比较好的满足这一要求；目前材料的主要失效方式便是腐蚀，这一现象及其不利于我国国民经济的发展，而耐腐蚀型环氧树脂具有较强的耐酸碱腐蚀性能，因此可以作为防腐蚀材料应用于船舶、建筑、管道等领域；环氧树脂又因为具有力学性能高、固化收缩率小、粘结性能比较好、并且能有灵活多样的配方的特点而被作为常用的化学灌浆材料，主要被应用于建筑和水利工程的裂缝修补领域；电气绝缘型环氧树脂主要是用具有良好的电气绝缘性能的双酚A环氧树脂作为基体树脂，对其进行相应改性从而能被应用与不同行业领域，如改性成品若有良好的绝缘性，便可以应用于绝缘套领域；若改性后在防潮防霉性能方面突出便能应用于发电机领域。目前工程机械设备以及构件等由于在外界的复杂工作环境，比较容易遭受到外部的磨损和冲击，一旦遭受冲击，这些部件往往难以修复和拆卸，因此耐磨性环氧树脂材料应运而生，而环氧树脂固化物的教练密度大，脆性大，不能满足耐磨材料的要求，因此我国科研人员做了大量的提高环氧树脂耐磨性的工作研究。

1.1.3水性环氧树脂历史研究及其发展前景

本课题主要研究环氧树脂在地坪方面的研究与应用。目前应用于地坪行业的环氧树脂，主要被频繁使用的有两大类，一种是溶剂型，而另一种则是无溶剂型。溶剂型的环氧地坪的主要组成部分之一为有机溶剂，而这些有机溶剂在涂料的机械设备施工的过程中将会挥发进入入大气层，最终造成空气污染并且对人们的健康产生一定的危害。而含些许活性稀释剂的无溶剂型环氧地坪涂料所含的挥发性有机化合物较少但成本比较高。