全  站关键词

　　摘要:以油脂为原料,对长碳链环氧树脂的合成工艺进行了研究,探讨了合成反应条件对环氧树脂性能的影响。合成可挠性环氧树脂的最佳工艺条件为:反应温度125℃,时间2h,催化剂用量0.2%。制得的环氧树脂胶黏剂的性能及刷鬃结合强度达到相关企业标准。 　　关键词:环氧树脂;可挠性;制刷用胶黏剂 　　 长碳链可挠性环氧树脂是以油脂为原料,经异构化[1]、双烯加成及酯化闭环等反应所得的特种环氧树脂系列产品。聂小安等自1994年以来,已陆续以梓油为原料合成了C22二官能度缩水甘油酯型环氧树脂(C22DGE)、C22三官能度缩水甘油酯型环氧树脂(C22TGE)、C21二官能度缩水甘油酯型环氧树脂(C21DGE)、C36二官能度缩水甘油酯型环氧树脂(C36DGE)4种可挠性环氧树脂,并详细地研究了合成反应规律[2-4]。具有长碳链结构的环氧树脂,由于自身结构的特殊性,具有比双酚A环氧树脂更高的柔韧性及耐冲击性,可以应用于对柔韧性有特别要求的场合使用。 　　在我国日杂品生产行业,制刷业是一个大的门类;据不完全统计,我国每年向国外出口的各种类型的刷子总数达10~20亿把,创外汇收入达到2~4亿美元,是我国主要的创外汇行业之一。制刷流水线的一个关键技术就是灌胶;各种类型的丝毛必须黏合在一起并具有一定的强度,同时要与马口铁紧密结合,才能成为合格的刷子。然而由于种种原因,制刷企业仍沿用以往无论对环境还是对人体均有危害的溶剂型胶黏剂,如聚氨酯101胶,其含溶剂量高达60%甚至更高,并在刷子里长期残留毒性极大的异氰酸根,严重污染环境;而环氧树脂胶则仍在使用毒性极大的乙二胺作固化剂。据报道,乙二胺对人体的呼吸道、眼睛以及皮肤危害极大,严重危害操作工人的身心健康;同时乙二胺的固化产物性脆,易与马口铁脱离,固化速率过快,是它的又一弊端。因此,如何找到一种既环保又黏结强度高的制刷胶黏剂,是制刷行业技术领域攻关课题之一。 　　本研究以可挠性环氧树脂为原料,利用自制的低黏度固化剂,研究了黏结强度与制刷材料的关系,配制了性能优良的制刷专用环氧树脂胶黏剂。 　　1实验 　　1.1材料 　　油脂多元酸,实验室自制;季铵盐催化剂,实验室自制;环氧树脂618,蓝星集团无锡树脂厂,工业级;低黏度环氧化物,工业级;固化剂,PT-1型,胺值360mg/g,自制;填料,触变剂等材料均为工业级;聚酰胺固化剂650型,胺值200mg/g,实验室自制。 　　1.2可挠性环氧树脂的合成 　　将一定数量的自制油脂多元酸、环氧化物置于带回流冷凝器的三颈烧瓶中,升温至100℃左右,加入自制季铵盐催化剂,反应1h后,升温至120℃,继续反应3h,测定试样达到规定的酸值后,冷却至80℃,过滤,得淡黄色透明液体,即为可挠性环氧树脂。其结构如下:、结构　　1.3环氧树脂制刷胶黏剂的研制 　　将一定数量的可挠性环氧树脂、环氧树脂618、低黏度环氧化物置于三颈烧瓶中,搅拌均匀后,缓慢加入触变剂,混合15min后,加入填料,搅拌1h,出料,得乳白色黏稠液体,即为制刷胶A组分组分由PT-1、聚酰胺650、少量香料组成。 　　1.4可挠性环氧树脂性能及刷鬃结合强度的测定 　　可挠性环氧树脂各项性能的测定参照HG2-741-72,黏度按GB/T2794-1995进行测定。刷鬃结合强度的测定按QB/T1103-2001《猪鬃漆刷》标准进行。 　　2结果与讨论 　　2.1可挠性环氧树脂红外光谱分析 　　油脂多元酸及可挠性环氧树脂的红外光谱数据及其归属见表1。油脂多元酸及可挠性环氧树脂的红外光谱数据及其归属　　由表1可知,与油脂多元酸比较,可挠性环氧树脂在1173、1018cm-1处均出现了明显的环氧树脂特征峰,在1740cm-1处出现了很强的酯键羰基吸收峰,而在2673cm-1处羧基特征峰基本消失,在3454cm-1处出现了因闭环不完全所致的羟基峰。因此,可以认为,油脂多元酸基本转化成了具有环氧基团的环氧树脂。　　2.2制备条件对可挠性环氧树脂合成的影响制备条件如温度、时间、催化剂用量对合成反应的影响见表2。 　　由表2可知,在反应温度125℃,催化剂用量(占油脂多元酸的质量分数,下同)0.2%反应条件下,随着时间的增加,反应体系中的酸值不断减小。其中,在0~2h之间,反应体系的酸值呈迅速减小的趋势;2h以后,体系酸值变化不大;说明油脂多元酸与环氧化物的反应在2h后基本完成,2h可以视为较理想的反应时间。 　　由表2可知,在反应时间2h,催化剂用量0.2%反应条件下,反应温度为90~120℃时,反应体系的酸值迅速减小;在120~125℃,酸值呈缓慢减小趋势;125℃以后,体系酸值基本不变。说明125℃为本合成反应最佳反应温度。由表2可知,在反应温度125℃,反应时间为2h的反应条件下,催化剂用量对合成反应产生一定的影响。当催化剂用量在0.05%~0.20%之间,体系酸值迅速减小;当用量达到0.2%时,体系酸值降至最低;此后体系酸值基本稳定在1.60mg/g;当催化剂用量为0.3%时,反应体系发热过快,产生暴聚。说明0.2%为合成反应最佳催化剂用量。表2点击此处查看全部新闻图片　　2.3可挠性环氧树脂质量指标 　　在上述最理想条件下合成的可挠性环氧树脂质量指标如下:环氧值0.16~0.18eq/100g,25℃时的黏度12000~15000mPa·s,无机氯<0.001eq/100g,有机氯<0.01eq/100g,挥发分<2%,酸值1.60mg/g。　　2.4制刷用胶黏剂性能指标 　　按QB/T1103-2001《猪鬃漆刷》标准,委托江苏省质量检验中心对“刷鬃结合强度”进行检测,刷鬃性能参数见表3。 　　由表3可知,由可挠性环氧树脂胶黏剂制成的鬃刷,达到相关企业标准,完全符合鬃刷制造业对胶黏剂的要求。　　3结论 　　3.1由油脂多元酸与环氧化物合成的可挠性环氧树脂的最佳工艺条件为:反应温度125℃,反应时间2h,催化剂用量0.2%。 　　3.2可挠性环氧树脂的质量指标为:环氧值0.16~0.18eq/100g,25℃时黏度12000~15000mPa·s,挥发分<2%,酸值<2mg/g。 　　3.3由可挠性环氧树脂为主体,以自制PT-1型改性胺为固化剂,配制的环氧树脂制刷胶,应用于鬃刷制造业,鬃刷结合强度均大于100N/100根,完全符合外贸鬃刷出口质量指标。 表3中国林业科学研究院林产化学工业研究所