Page 77 - 涂层与防护1908-合

吴让君，等：柔性环氧树脂在阴极环氧电泳涂料中的合成及应用研究

（85）；耐液 体 介 质 的 测 定 ：GB/T 9274—1988；泳 透 力 所需催化剂最佳用量为 0.32%。
的测定：四枚盒法；溶剂含量的测定：气相色谱仪；颜
2.2 反应温度对环氧扩链反应的影响
基比的测定：马福炉。
温度是所有化学反应的基础，是影响化学反应速
2 结果与讨论 率的主要因素，根据阿仑尼乌斯活化能公式与温度之
间的定量关系公式：
2.1 催化剂用量对环氧扩链反应的影响
! E a=E+mRT 式（1）
催化剂能改变产生化学反应所需的活化能，反应 得出， 提高反应温度能够增加反应的活化能，有
过程中只改变反应物化学反应的速率而不改变整个 利于反应向正反应方向进行；同时也能提供发生副反
反应的化学平衡， 使用正催化剂可以提高反应速率。 应所需的能垒，导致副反应发生的几率增加。 图 2 是
化学反应中正确使用催化剂，可以让生产工艺更利于 当催化剂含量为 0.32%时在不同温度下反应时间 2 h
控制，符合工业化生产。 环氧基团与活性氢发生开环 检测到的环氧当量值。
反应， 本实验中 N，N-二甲氨基苄胺与环氧基团开环
形成阴离子中间体，加快开环反应的进程。 图 1 列出
了反应温度在 180 ℃，反应 2 h 后，通过检测环氧当量
来判断催化剂用量对环氧扩链反应的影响。

图 2 反应温度对环氧当量的影响
图 2 中可以看出，当催化剂含量一定时，随着温
度的升高，环氧当量呈增加的趋势。 通过对比图 1 和
图 2 的两组数据， 温度对环氧树脂扩链的影响更大。
图 1 催化剂用量与环氧当量的关系
当开环反应的温度提升至 170~190 ℃之间时，柔性环
图 1 中可以看出，随着催化剂含量的增加，环氧
氧树脂在 180 ℃为扩链反应的最佳条件， 氢化双酚 A
当量呈增加的趋势；相同条件下，环氧当量的增长速
环氧树脂在 190 ℃达到反应能垒，而 180 ℃则是环氧
度是：双酚 A 型环氧树脂＞柔性环氧树脂＞氢化双酚 A
树脂 E-44 的副反应发生的温度条件。
环氧树脂。 这是因为，虽然增加催化剂的用量不能改
2.3 羧酸的种类对柔性环氧树脂体系乳液稳
变降低反应能垒的大小，但是浓度的增加可以增加分
子活性位的浓度，使反应速率加快。 双酚 A 型环氧树 定性的影响
脂两端环氧基团受分子主链上苯环共轭 π 键的影响， 阴极电泳漆的基体树脂为阳离子树脂，其带电性
与羟基反应所需的活化能低， 加成开环更加容易；相 是加入有机羧酸使其离子化而得。 不同的羧酸对乳
反，双酚 A 型环氧树脂的催化剂用量＞0.32%后，环氧 液的外观和贮存稳定性都有一定的影响。 有机羧酸
树脂分子中自身羟基与高浓度的阴离子中间体发生 的脂肪链段越长，酸性越弱；链段上的取代基为吸电
副反应，增加了副反应发生的几率，会引发漆膜机械 子基团时，对羧基产生负的诱导效应，酸性会强于相
性能的下降。 应的脂肪羧酸。 本实验选用乙酸与乳酸作为中和酸，
图 1 中表示当环氧当量达到 1 200 时， 不同环氧 在相同的中和度下， 柔性环氧树脂体系乳液的稳定
树脂开环所需催化剂的量不一样，柔性环氧树脂开环 性见表 2。

57
探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT