에폭시 수지 자체는 물에 용해되지 않아 직접 물을 넣어 유화할 수 없다. 안정된 수성 에폭시 수지 로션을 준비하려면 체계에 친수와 친유 그룹을 넣거나 분자 사슬에 강한 친수체인 세그먼트를 도입해야 한다. 따라서 수성 에폭시 수지는 주로 유화제를 첨가하거나 에폭시 수지에 극성기를 도입하는 방법을 사용한다. 장기적인 연구와 생산 관행을 거쳐 에폭시 수지의 수성화 기술은 이미 상당히 성숙해졌다. 에폭시 수지 로션의 제비 방법은 직접법, 반대 회전법, 자기유화법, 고화제유화법으로 나눌 수 있다.
최근 반대 회전 기술은 유화 입자의 크기를 조절하는 방면에서 돌파구를 마련했다. 하경봉 등은 당량 폴리에탄올 10000 을 통해 에폭시 수지 E-20 과 반응하여 분자 구조가 다른 고분자 비이온유화제를 합성하고 일련의 수성 에폭시 로션을 준비했다. 실험 결과에 따르면 촉매제의 존재 하에서 75 ~ 85 C 합성된 멀티세그먼트 폴리산물 유화가 가장 효과적이다. 준비한 에폭시 로션은 안정성이 가장 우수하고 입자 크기가 작아 300nm 정도에 달할 수 있다. 처동 등은 고화제만 함유하고 외유화제는 함유하지 않는 비누전상체계 연구에 더욱 관심을 기울이고 있다. 그들은 유화제를 첨가해야 한다는 전통적인 관념을 깨고 고화제와 에폭시 수지 반응을 이용하여 유기사슬이 함유된 이온을 생성하고, 원위치 유화로 양친성 제품을 만들어 무비누 회전상을 성공적으로 실현하였다. 합성된 수계 분산체계의 입자 크기는 미크론급 (200~300nm) 이다. 그것은 추가적인 유화제 없이
상전이를 실현할 수 있고 유화제의 존재와 같은 완벽한 결과를 얻을 수 있다. 그러나 그 연구에는 아직 미비한 점이 있어 더 연구해야 한다.
반대로 회전법으로 준비한 에폭시 로션은 입자가 작고 분산상 평균 입자 크기는 일반적으로 1~2μm 이므로 로션의 안정성이 우수합니다. 수지 1%~ 10% 를 차지하는 유화제를 넣어야 성능이 뛰어난 로션을 얻을 수 있다. 다른 유형의 에폭시 수지 로션에 비해 비용이 저렴하여 실제 응용에서 어느 정도 장점이 있다.
자기 유화법 (화학적 변형법)
자기 유화법은 에폭시 수지 분자를 개조하여 에폭시 수지 분자의 비극성 체인에 이온기단이나 극성기단을 도입하여 친수성 친유의 양친성 중합체로 만들어 표면활성제 기능을 갖추고 있다. 에폭시 수지에서 에폭시의 존재는 좋은 반응활성성을 갖게 한다. 에폭시는 장력이 큰 삼원 고리이고, C 와 O 의 전기 음성도가 다르기 때문에 고리가 극성을 가지며, 친핵이나 친전 시약 공격에 취약해 개환 반응을 일으킬 수 있기 때문이다. 분자 골격에 떠 있는 수산기는 일정한 반응 활성성을 가지고 있지만, 공간 위치 저항으로 인해 반응 정도가 떨어진다. 자기 유화법은 에폭시 수지 중 기단의 반응성을 이용하여 에폭시 수지의 분자 체인 세그먼트에 친수성의 체인 세그먼트나 기단을 도입하는 동시에 각 변성 에폭시 수지 분자에 두 개 이상의 에폭시 기단이 있다는 것을 보증한다. 얻어진 변성 에폭시 수지는 유화제를 넣지 않고 물에 흩어져 로션을 형성할 수 있다. 수정 방법에는 에스테르 화, 에테르 화 및 그래프트 반응이 포함됩니다. 2. 1 에스테르 화 반응 유형
에스테르화 반응 유형은 수소 이온이 먼저 에폭시 링을 극화한 다음 산 이온이 에폭시 링을 공격하여 켜는 것이다.
(1) 먼저 불포화지방산으로 에폭시 수지에스테르화를 에폭시 에스테르로 만든 다음 에폭시에스테르를 에틸렌불포화 디메틸산 또는 무수물에 넣어 카르복실기를 도입한 다음 아민 (알칼리) 중화염으로 한다.
(2) 디카 르 복실 산 (무수물) 은 에폭시 수지 사슬의 카르복실기 또는 에폭시 반응과 함께 카르복실기를 도입하고 음이온 에폭시 에스테르를 얻은 다음 3 차 아민으로 중화시켜 안정한 수분 분산체를 얻는다.
에스테르화법의 단점은 에스테르화산물 중의 에스테르 결합이 시간이 지날수록 수해되어 체계가 불안정해진다는 것이다. 이러한 단점을 피하기 위해 카르복실기 단량체는 탄소 결합을 형성하여 비교적 분자 질이 높은 에폭시 수지에 접목할 수 있다.
2.2 에테르 화 반응 유형
에테르화 반응 유형은 에스테르화 반응 유형과는 달리 에스테르화 반응 유형에서는 친핵 시약 가 에폭시 고리의 C 원자를 직접 공격한다. 현재 방법은 다음과 같습니다.
(1) 에폭시 수지를 p-하이드 록시 벤조산 메틸 에스테르와 반응시킨 다음 가수 분해 및 중화;
(2) 에폭시 수지를 메르 캅토 아세트산과 반응 한 다음 가수 분해 및 중화:
(3) p-아미노 벤조산과 에폭시 수지 반응, 생성물은 적절한 아민/물 혼합 용제에 안정적으로 분산될 수 있다.
장 등은 이 방법을 이용하여 에폭시 수지를 개조하고, 개성 산물 로션을 준비하는 조건을 탐구하고, 안정적인 로션을 성공적으로 준비하고, 로션의 제비 메커니즘과 로션의 안정성에 영향을 미치는 요인을 연구했다. 개성 제품이 준비한 수성 페인트의 성능이 우수하다. 미국 듀폰사는 에테르화 반응을 통해 에폭시 수지 수분 분산 체계를 개발했는데, 특히 자동차 페인트나 산업용 페인트의 베이스 페인트에 적합하다.
2.3 그래프트 반응 유형
그라프 트 반응형은 자유 라디칼 개시제에 의해 유발되며, 아크릴산 그라프 트 * * * 를 통해 에폭시 수지에 친수성 성분을 도입하여 가수 분해가 쉽지 않은 수성 에폭시 수지를 얻는다. 일반적으로 그라프 트 단량체는 메타 크릴 산, 스티렌 및 에틸 아크릴 레이트/부틸 에스테르이고 개시제는 벤조일 퍼 옥사이드 (BPO) 입니다. 반응 후 암모니아를 첨가하고 중화하여 수성 로션을 준비한다. 분자 사슬에 에스테르기가 없기 때문에, 결국 성능이 안정적이고 수해가 잘 되지 않는 수성 유제를 만들 수 있다. 현재 국제적으로 선진적인 유화 기술은 자유기 접지 중합을 통해 자유화 핵껍질 로션을 준비하는 것이다. 후등은 국내에서 이 방면의 일을 전개하여 핵껍질 구조를 가진 에폭시 에스테르 로션을 준비했다. 비누가없는 에폭시 에스테르 에멀젼을 기반으로 한 수성 에폭시 에스테르 방청 프라이머는 우수한 기계적 안정성, 우수한 내수성 및 방청 특성을 가지고 있습니다. 최근 미국 특허는 새로운 에폭시 수지 자체 유화 방법을 보도했다. 에폭시 수지와 고분자 유화제를 반응하여 신형 수성 에폭시 수지를 만들었다.
자기 유화법의 주요 장점은 첫째, 유화 현상이 없다는 것이다. 둘째, 안료 충전재와 함께 착색제를 갈아서 착색제 부분을 고화제 부분이나 에폭시 로션 부분에 둘 수 있어 유화제가 첨가된 에폭시 수지 로션보다 페인트 성능이 더 좋다.
3 경화제 유화법
D.A.Dubowik 등은 수지와 고화제의 입자 크기 분포를 바꿔 새로운 제로 VOC 2 액형 에폭시 분산체를 발명했다. 이 시스템은 I 형 및 II 형 수성 에폭시 시스템의 장점을 보여주는데, 특히 고화 건조 과정에서 내우성이 일반 수분 분산 시스템보다 우수하며 VOC 가 낮고 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 수지와 고화제의 용해도 매개변수는 페인트의 성막에 큰 영향을 미친다. 수지와 고화제의 용해 매개변수를 맞추기 위해 에폭시 페인트의 성능을 높이고, 고화제에 적절한 소수성과 수지와의 호환성을 요구하고, 이에 대한 연구를 진행했다. 국내외 수성 에폭시 수지 고화제에 대한 연구가 깊어짐에 따라 이 방법은 큰 응용 전망을 갖게 될 것이다.