酚醛环氧树脂水性化的相关分析

2020-01-08陈建国刘明钊孟付良

天津化工 2020年3期

陈建国，刘明钊，孟付良

（杭摩新材料集团股份有限公司，浙江湖州313310）

传统的酚醛环氧树脂在使用的过程中，容易产生大量的污染，不仅对环境造成了严重的污染，而且对人体的健康也造成了严重的影响，因此，传统的酚醛环氧树脂已经不能够适应当前发展的需要，需要专业人员研究新的酚醛环氧树脂水性化的方式，并将新的方式应用到各行各业的生产之中，以提高经济效益和可持续社会效益。

1 酚醛环氧树脂水性化的相关技术方法

1.1 外乳化法

外乳化法主要是通过在外部加上乳化剂，然后利用均质机乳化、超声波的震动以及一些高速搅拌的物理方式，来对物质进行乳化作用，最终形成水乳液的一种方式。外乳液法主要包括相反转法和机械法两种方式，其中由于相反转法用的乳化剂比较小，而且整个过程比较稳定，所以被广泛应用到各项工业之中，但其对温度、环境、时间等各方面都有明确的规定，操作起来相对比较复杂，所以工作人员在操作时，需要特别注意外乳化法的条件与要素。

1.2 自乳化法

自乳化法是一种化学改性法，它不同于外乳化法是从外部对物体进行改进，自乳化法是从树脂内部的树脂分子链的分子结构进行改进，其主要是在树脂分子链中加入亲水成分，或者将具有亲子作用的相关分子链端引进树脂分子链之中，从而使得树脂分子链内部的树脂，可以通过自身的反应，自动进行乳化。另外，由于改性后的环氧树脂具亲水性，因而也同时具备亲油性和亲水性两大特性，在实际试验中，利用这种特性也使得环氧树脂能够降低其水分的分散性，从而保障自乳化法的实施能够顺利得到其目的乳液。

1.3 乳液聚合法

乳液聚合法的操作比较简单，且稳定性比较强。因此，乳液聚合法常被应用在在酚醛环氧树脂乳液的制备过程中。乳液聚合法主要是根据乳化剂对在水介质中的树脂进行反应，然后利用树脂中胶体的稳定性起到一定的保护作用，进而促使其完成聚合反应，利用树脂中胶体的稳定性也能够避免乳液形成的过程中产生新物质，进而影响乳液的正常生成，在树脂中胶体的保护下，树脂内部进行进一步的反应，逐步稳定的形成乳液，从而制成需要的乳液，完成相关的水性化作用，以用于保证正常作业。

2 酚醛环氧树脂水性化改进技术的分析和应用

2.1 酚醛环氧树脂水性化中的外乳化法

外乳化法一般可以分为机械法和相反转法，机械法的应用比较直接、简单，主要是通过直接乳化的方式来进行作业。简单的说，就是在水与乳化剂充分混合之后，将酚醛环氧树脂树脂加入到水和乳化剂混合的溶液之中，利用乳化剂酚醛环氧树脂树脂和混合溶液进行进一步的反应，人为加工的乳液反应并不均匀。因此，可以借助机器来对乳液进行进一步的搅拌操作，从而使得酚醛环氧树脂粒子能够充分的混合在水中，然后静置一段时间，在这段时间里酚醛环氧树脂粒子能够溶于水中慢慢的形成乳液。利用机械法这种方式，在操作过程中所用的乳化剂比较少，而且整个制作过程需要的人力比较少，能够在最大限度上避免人为原因对乳液形成产生一定影响，还能够节约经济成本，是一种经济性较强的酚醛环氧树脂水性化改进技术。相反转法则是通过酚醛环氧树脂中的多组分体系中的分散相和教续相，在适当的条件下，进行转化的方式，这种方式可以应用在多个领域，其中，比较常用于OP-10 和十二烷基磺酸钠复合乳化剂，在环氧树脂E-51 的乳化操作中，为环氧树脂水性化创造更加稳定的环境。另外，使用这种方式制得乳液时，在一定情况下可能出现沉降但不破乳现象，如果在乳化过程中出现沉降但并没有出现破乳现象时，相关工作人员可以通过摇动来实现重新分散，在稳定环境下静置片刻，等待再次乳化。静置片刻后如果还是不能形成正常的乳液，则要对该过程进行回溯，看是否不满足乳化条件。

例如，在利用外乳化法对酚醛环氧树脂水性化进行相关操作时，如果企业的人力资源有限，而且需要的操作步骤比较简单时，可以采用机械法来进行作业。在实施外乳化法的过程中，相关人员可以采用苯乙烯-马来酸和壬基酚聚氧化乙烯基醚等物质，作为进行机械法物理作业的乳化剂，并在此基础上利用萜烯树脂改性后的酚醛环氧树脂进行乳化作业，同时也可以利用松香树脂改性后的酚醛环氧树脂乳化作业，将作业后的酚醛环氧树脂的乳液，进行检测，可以发现采用外乳化方式可以极大的提高酚醛环氧树脂的乳化性，其酚醛环氧树脂乳液中的结构也更加便于储存，能够充分保障后续工作中不变性的稳定性需求，酚醛环氧树脂乳液与其他乳液进行相溶、反应时，也能够很好地展现其本身固有的相溶性，从而保证整个实验能够顺利地进行下去，并在此基础上保障实验成果具有较强的稳定性和可用性。

2.2 酚醛环氧树脂水性化中的自乳化法

自乳化法最显著的特点就是能够根据实验或者工业需求，用不同的物质对酚醛环氧树脂进行改性，从而使得改性后酚醛环氧树脂能够获得不同的性能，来达到工业应用的需要。目前，在这方面的研究中，出现了自乳化水性线性酚醛环氧树脂的新技术，这种技术主要是用至少含有一个离子基团的物质，与酚醛环氧树脂进一步发生反应，从而制造出工业生产中所需要的物品，如分散液等。采用自乳化方式制作出来的溶液，能够适应各种不良的环境，便于保存，而且使用起来非常简单，直接使用即可，不需要与其他溶液相配合，具有很强的环境适应性。

例如，采用自乳化法，在酚醛环氧树脂的表面所附着的活性剂的分子具有两亲性分子, 即含有一定的亲水基团与亲油基团，在进行酚醛环氧树脂水性化的分析操作时，可以采用相对分子质量比较低的酚醛环氧树脂，与双酚A 溶液发生进一步的反应，然后合成自乳化的酚醛环氧树脂乳液，然后对合成的自乳化的酚醛环氧树脂乳液进行观察，如果发现酚醛环氧树脂乳液可以进一步深化，工作人员可以结合相反转技术，对酚醛环氧树脂乳液进行再次作业，制作出与工业需求对应的水性酚醛环氧乳液。在制作的过程中，工作人员还需要随时对聚醚的使用量度以及聚醚的相对分子质量有一个详细的了解，观察在制作过程中的内部变化和肉眼可见变化，并对这些变化进行一定的记录，避免在操作过程中出现问题，在出现问题时可以及时查找和对照相关的数据，进行进一步的改进，或者是提取物质。采用自乳化法将酚醛环氧树脂与双酚A 的加料比，能够使得酚醛环氧树脂乳液的稳定性增强，提高酚醛环氧树脂乳液的可实用性。

2.3 酚醛环氧树脂水性化中的乳液聚合法

乳液聚合法的应用在实际生产、生活中比较普遍，可以在非常多的地方看到乳液聚合法的应用。可以通过乳液聚合法，并借助催化剂的反应，将酚醛环氧树脂在水中发生悬浮聚合反应。可以将利用甲醛、聚乙烯醇制备出来的聚乙醇缩甲醛，与氨水进行乳液聚合反应，来制得酚醛环氧树脂乳液，这种方式制备出来的酚醛环氧树脂乳液其具有良好的稳定性，而且所需要的人力成本和资金比较低，整个操作过程比较安全，不会出现危险的情况，易于操作。另外，能够保证酚醛环氧树脂乳液的纯度和实用性。

例如，在利用乳液聚合法进行酚醛环氧树脂乳液的制备时，工作人员需要先将制作完成后乳液的用途进行详细的了解，然后对制作的原料进行详细的核对，从而确保整个制备过程的安全性，然后有关人员需要对制作流程进行详细的讨论，并进行明确的分工，使制备中的每个流程都做到井然有序。然后将需要反应的原料，在催化剂的助力下，发生聚合反应，然后利用保护胶对反应的原料进行保护，确定其能够在水中完成悬浮聚合反应，从而制备出酚醛环氧树脂，利用这种方式制备出来的酚醛环氧树脂乳液，比2123 酚醛环氧树脂乳液在性能上更加的稳定和优越。另外，乳液聚合法是在传统本体合成法上，进行进一步的改善，无论是在商业价值上，还是在实验的可操作性上，都具有非常好的应用前景，值得有关人员进一步进行研究和应用。