水性環(huán)氧樹脂體系已經(jīng)成為樹脂行業(yè)研究的重點(diǎn)，作為水性環(huán)氧樹脂體系的必要組分——水性環(huán)氧固化劑的研究開發(fā)也日趨重要。環(huán)氧涂料性能優(yōu)良，在防腐、工業(yè)地坪、建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用；但目前使用的環(huán)氧涂料主要為溶劑型涂料，近年來隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，許多國(guó)家相繼頒布了限制揮發(fā)性有機(jī)溶劑(VOC)的環(huán)保法規(guī)，涂料的水性化、無溶劑化和高固體分化已成為涂料發(fā)展的必然趨勢(shì)。水性環(huán)氧樹脂體系終于浮出水面。普通的水性環(huán)氧樹脂涂料的涂膜的硬度較高，但柔韌性和抗沖擊性均較差，該研究采用在固化劑中引入聚醚鏈段的方法改進(jìn)了這些缺點(diǎn)。用多乙烯多胺、液體環(huán)氧樹脂和CYD-128改性聚醚進(jìn)行反應(yīng)，合成ABA型端氨基環(huán)氧-胺加成物。然后通過環(huán)氧-胺加成，單環(huán)氧封端，酸化成鹽的工藝，合成聚醚型水性固化劑。其主要原料包括——聚醚：分析純；CYD-128：工業(yè)級(jí)；甲苯：分析純；多乙烯多胺：工業(yè)級(jí)；單環(huán)氧化合物：工業(yè)級(jí)；冰醋酸：分析純。反應(yīng)機(jī)理/設(shè)計(jì)原理則是：引入柔性鏈共聚單元，調(diào)節(jié)剛性鏈的柔韌性。
首先合成CYD-128改性聚醚，采用多乙烯多胺與低分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂反應(yīng)，并在其中引入聚醚和環(huán)氧樹脂CYD-128，用合成的CYD-128改性聚醚鏈段合成聚醚型水性固化劑。然后步驟就是固化劑合成。測(cè)試方法包括——胺值測(cè)量：采用ASTM D 2074-1966標(biāo)準(zhǔn)；凝膠色譜：GPC-8025/801柱，流動(dòng)相為四氫呋喃，流量1mL/s，濃度0.1mg/mL；紅外光譜：傅里葉紅外光譜分析儀；漆膜性能測(cè)試：硬度，按GB/T 1730-1993用QHQ-A型漆膜劃痕硬度儀測(cè)定；光澤度，按原GB/T 1743-1979(1989)用GZ-Ⅱ型光電光澤計(jì)測(cè)定；附著力，按GB/T 1720-1997用QFZ-Ⅱ附著力實(shí)驗(yàn)儀測(cè)定；厚度，按GB/T 13452.2-1992用磁性厚度測(cè)試儀測(cè)定。接下來又是CYD-128改性聚醚的制備：將聚醚與CYD-128按一定比例加人燒瓶中，通氮?dú)�，微加熱，攪拌使之混合均勻。將催化劑溶于甲苯，置于恒壓滴液漏斗中。緩慢滴加催化劑溶液，維持一段時(shí)間，然后減壓蒸餾脫溶劑，出料即為聚醚合成物待用。最后是聚醚固化劑的合成，取CYD一128改性聚醚，CYD-128，多乙烯多胺按一定比例混合，置于四口燒瓶中，加熱升至一定溫度保溫一定時(shí)間，制得胺封端的環(huán)氧樹脂一胺加成物。
再用減壓蒸餾，除去多余的多乙烯多胺，降溫后加入單環(huán)氧化合物，維持溫度一定時(shí)間。最后再加入醋酸溶液，保溫一定時(shí)間，得聚醚型水性固化劑。研究人員分析了聚醚合成物合成因素影響，包括催化劑種類對(duì)合成反應(yīng)的影響、聚醚分子質(zhì)量對(duì)合成反應(yīng)的影響、反應(yīng)溫度對(duì)合成反應(yīng)的影響、反應(yīng)原料配比的影響、聚醚型水性固化劑的紅外光譜分析；又進(jìn)行了聚醚固化劑性能測(cè)試。其中主要考慮了催化劑種類、原料比例、聚醚分子質(zhì)量，及反應(yīng)溫度對(duì)合成反應(yīng)的影響。試驗(yàn)中催化劑都是通過緩慢滴加的方式加入，中途隔一段時(shí)間取樣測(cè)量反應(yīng)物的水溶性，以反應(yīng)物溶于水為反應(yīng)終點(diǎn)，來確定停止加入催化劑的時(shí)間。
最后的結(jié)論有3個(gè)方面：一是在水性環(huán)氧固化劑的合成中增加聚醚鏈段的工藝可行；二是實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)聚醚合成物的最佳工藝為：選擇分子質(zhì)量為1500的聚醚，環(huán)氧樹脂與聚醚物質(zhì)的量比為2：1，催化劑選用BF3，60℃時(shí)加入；三是在水性固化劑結(jié)構(gòu)中增加聚醚鏈段后，水性固化劑的柔韌性和附著力有大幅提高，硬度、光澤度的性能改變不大。聚醚型固化劑固化后性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有文獻(xiàn)中報(bào)道的固化物性能。