辽宁环氧树脂 端羟基聚合物固化剂中,分子结构中存在两种不同结构羟基,一种是酚性羟基,另一种是环氧化物开环形成的醇性羟基,在固化物羟基测定时,其测试的羟基值是这两种羟基值的总和。作为固化环氧树脂的活性基团,酚性羟基的活性远大于醇性羟基,前者在弱碱性甚至无催化条件下都可与环氧基顺利反应,而醇性羟基则需在强碱或强酸如路易斯酸催化条件下才能反应。目前粉末涂料所采用的是弱碱性的阴离子聚合型催化剂,在粉末涂料所要求的快速固化条件下醇性羟基很难参与反应,因此计算催化剂用量时只需考虑酚性羟基的反应即可。理论上酚羟基与环氧基的摩尔比为1:1,而实际配方设计中固化剂的用量少于单位酚羟基的摩尔量,酚羟基/环氧基的摩尔比在0.6-0.9。酚羟基用量少于环氧基的原因在于实际反应除了酚羟基化合物与环氧基的加成反应外,还存在所加入的阴离子聚合催化剂使环氧基的开环聚合,目前为了加快固化速度,这种催化剂的量还较多,因此部分环氧基已经被阴离子聚合所消耗,并未参与加成反应,也就是说,实际的酚羟基消耗将小于理论值。酚羟基过多剩余,可能将带来不利的一面,如耐溶剂、耐化学性的降低。在重防腐粉末涂料的固化过程中,实际上存在着两种反应的竞争,增加阴离子聚合催化剂用量固化速度加快,但阴离子聚合比例增大,本身柔性基团少,涂膜很容易发脆。而酚羟基化合物的加成反应速度明显低于阴离子聚合反应速度,因此,要使反应速度加快必须提高反应温度,片面地降低反应温度,缩短固化时间将不利于涂膜的最终性能。
固化制度的确定除了可通过固化条件试验测定不同固化条件与涂层性能关系来求取最佳配方外,还可通过特定粉末的DSC固化曲线确定。由粉末涂料的等速升温固化曲线获得其固化起始温度、最高放热温度、固化终止温度与时间,并确定固化放热焓值大小,由动力学分析求出反应活化能与化学反应动力学常数,根据动力学方程求算出不同温度条件下,完成固化反应所需要的时间。还可推算在一定温度条件下某一时间段的固化反应率。下图为两种加有不同量促进剂的粉末涂料的等速升温固化曲线。右图的促进剂加入量较左图多,左图固化起始温度为114.5℃,放热峰149.5℃,反应热-35.56J/g;右图固化起始温度101℃,放热峰142℃,反应热-54.96J/g