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1、标签： 环氧树脂固化剂改性创新涂料行业发展方向环氧树脂/固化剂应关注涂料行业的发展中国涂料行业门户网时间：2012-11-18作者：龙中俊前言：在当前国际原油高企、国内银根收紧的经济大背景下，与环氧树脂相关的产业链段都显得十分脆弱。如果这种大背景维持五年大气候抛弃高油价重庆涂料龙中俊博客，石油化工就被动五年。因此，打主动仗脱离困境才是唯一出路。从传统观念看，产业链的上下端是个主从关系，上端固定，下端依据上端产品开发应用。但从现代发展观来看，上端也在不断的创新。创新的依据，就是下游应用端的市场需求。就环氧树脂/固化剂而言，涂料行业是最重要的应用领域。涂料的发展：1、低碳环保绿色产品；2、功能性产
2、品；3、专用产品。因此，环氧树脂/固化剂的发展也应朝着低碳环保材料；功能性材料方向发展。一、涂料行业的发展成为环氧树脂、固化剂产业的风向标 由于环氧树脂涂料优异的附着力、抗化学腐蚀、保色性以及热稳定性等诸多特性，被广泛用于汽车、大型桥梁、船舶，尤其是钢铁结构件、钢筋混泥土或剪切较大的动载荷涂装。 环氧树脂本身在常温下不固化，因此它不具有实际使用价值。但是，环氧树脂分子结构中含有活泼的环氧基（-CH-CH2-），人们利用这些活性基团，与不同的固化剂发生交联反应，便成就了环氧树脂变成不溶、不熔的具有三维网状结构的各种性能特色的高聚物。这样，环氧树脂的应用空间骤然打开，正是因为它极佳的粘接性和对腐蚀
3、介质的封闭性，半个世纪以来，广泛应用于对工业产品抵抗腐蚀的涂料涂装领域。 环氧树脂需要与什么类型的固化剂配方，则要依照涂料设计的性能要求来选择，加上颜填料及各种助剂，以获得应用对口的涂料。所以，环氧树脂、固化剂产业的发展方向，应该多多关注涂料行业的发展趋势，在研究开发固化剂配方时，应该与涂料市场的需求作为设计指导思想。二、涂料行业的发展走势 当前，涂料行业发展一个最大的话题，莫过于绿色涂料与功能性涂料的开发与应用。笔者最近在重庆涂料龙中俊博客中发表了多篇关于“商机”的文章都与绿色涂料相关，其苦心不用多说。 在银根紧缩的大背景下，涂料行业并非景气。但可以肯定的说，那些经得起考验的高品质涂料和真正
4、绿色的环保涂料生产企业，日子还是好过的，而只有那些捧着“十年一贯制”的溶剂型老涂料，挣扎于“窝里斗”的涂企不景气才是真的。2012年的尾声了，收欠款的老板满天下跑，着实辛苦。笔者在和他们对话时，发现也有许多看清形势的企业在积极储备有关绿色涂料和功能性涂料的人才与技术，因为，2013年，涂料企业将要经受“绿色”审计，面临重新洗牌！ 在行业里，关于绿色涂料的舆论已“深入民心”，作为涂料原材料的上端链，也应该以配合涂料行业向绿色指标看齐，朝特色产品倾斜。 涂料行业的产品结构已经/正在发生质的变化：粉末涂料、无溶剂涂料、水性涂料、光固化涂料等等，正是这些变化行将推动环氧树脂、固化剂以及相关的颜料、填料
5、、助剂的创新型开发与新功能定位。三、固化剂的发展方向 在2012环氧树脂产业发展论坛上（王雄伟报道），专家从环氧树脂应用领域出发，指出了固化剂的六大发展方向： 1、功能性固化剂 由于开发全新结构且富有优异性能的环氧树脂进展不大，从而适应树脂改性要求，具有特殊功能的固化剂将成为市场宠儿，与传统固化剂相比，功能性固化剂通常具有快速固化、低温固化、增韧、阻燃等优异性能。2、低毒、无毒固化剂 目前业内不仅关注固化剂生产和使用过程中毒性及环境污染的问题，而且重视废弃环氧树脂制品的长期污染问题，据介绍，在发达国家中，毒性较大的多烯多胶、芳香胺已全部被无毒或低毒的改性胺所取代。3、能适应特殊环境的固化剂比如
6、在潮湿、水下、户外等较恶劣环境下性能保持良好稳定的固化剂。4、电性能、力学性能、机械性能优良的固化剂将得到很大发展。5、电子束和光固化型产品愈来愈引起重视。6、随着环保型产品的走俏，粉末涂料、水性环氧树脂涂料专用固化剂，和单组分胶黏剂固化剂前景广阔。对于固化剂的这六大发展方向，业内专家也提出了与之相匹配的具体改性技术，如：脂肪胺改性、环氧树脂香胺改性尤其是间苯二胺、间苯二甲胺改性、酸配改性及液态化、双氰胺改性及液态化、咪唑改性及液态化等。四、环氧树脂的发展方向 环氧树脂的创新发展，实质上就是充分利用树脂上的活性环氧基接枝，以实现树脂改性，如互穿网络法、化学共聚法等，尤其是液晶增韧法和纳米粒子增
7、韧法更是近年来研究的热点。 作为低碳绿色环保涂料原材料端，在树脂创新上应有主动权。有很多可以借鉴，或者不成熟的思路是否可以引发“异常”创新： 比如：关于限制VOC含量，有人提到使用不在VOC之列的溶剂可否通行，如“改性丙酮”替代苯类稀释剂，就需要回避挥发性太快的缺点。 又比如： 用于防腐涂料和粉末涂料的固态双酚F型环氧树脂，黏度小、浸渍性好、耐腐蚀性更优； 用于无溶剂涂料、胶粘剂等的液态双酚F型环氧树脂； 用于耐紫外线的耐候涂料的脂环族环氧树脂，由于脂环结构特点，赋予电器涂料表面电阻和漏电痕阻，并有助于涂膜的保色性和耐久性；制备性能优良的罩面漆、紫外线固化绿色涂料； 用作阻燃涂料的溴代环氧树脂
8、； 用于电装涂料的高纯邻甲酚酚醛环氧树脂等。 又如光学仪器涂料、显示管防爆涂料、高级地坪涂料等要求环氧树脂无色透明、既要柔性又要耐磨还要容易固化，这就要求有新的环氧树脂涂料系统与之相适应。 目前，国外纯环氧涂料生产呈现下降趋势，仅占2.6，而环氧聚酯粉末涂料已上升到50左右。此外，大量使用的还有环氧丙烯酸粉末涂料。 涂料行业朝着低碳环保绿色涂料；独具特色功能性涂料；高质量专用涂料等方向发展。相应的，环氧树脂/固化剂也应朝着低碳环保绿色化、功能化、专用化和精细化方向创新发展。彻底摈弃传统的产业链上端为主导的思维，依据下游涂料应用端的市场需求不断创新。只有这样，面对遥长的经济疲软形势，才能打主动仗
9、，才有生存路。聚乙烯（PE）简介1.1聚乙烯化学名称：聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE结构式： 聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，也包括乙烯与少量-烯烃的共聚物。聚乙烯是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。1.1.1聚乙烯的性能1.一般性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无嗅、无味、无毒，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒，制成半透明的颗粒状物料。PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性质因品种而异，主要
10、取决于分子结构和密度，也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。2.力学性能PE是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外，其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大，除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好，耐冲击。HDPE支化度小，结晶度高，密度大，拉伸强度、刚度和硬度较高，韧性较差些。相对分子质量增大，分子链间作用力相应增大，所有力学性能，包括韧性也都提高。几种PE的力学性能见表1-1。表1-1 几种PE力学性能数据性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯邵氏硬度(D)拉伸强度MPa拉伸弹性模量MPa
11、压缩强度MPa缺口冲击强度kJm-2弯曲强度MPa414672010030012.5809012174050152525055070152560702137400130022.540702540646730501508001003.热性能PE受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125137，MDPE的熔点约为126134，LDPE的熔点约为105115。相对分子质量对PE的熔融温度基本上无影响。PE的玻璃化温度（Tg）随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异，而且因测试方法不同有较大差别，一般在-50以下。PE在一般环境
12、下韧性良好，耐低温性(耐寒性)优良，PE的脆化温度(Tb)约为-80-50，随相对分子质量增大脆化温度降低，如超高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140。PE的热变形温度(THD)较低，不同PE的热变形温度也有差别，LDPE约为3850(0.45MPa，下同)，MDPE约为5075，HDPE约为6080。PE的最高连续使用温度不算太低，LDPE约为82100，MDPE约为105121，HDPE为121，均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好，在惰性气氛中，其热分解温度超过300。PE的比热容和热导率较大，不宜作为绝热材料选用。PE的线胀系数约在(1530)10-5K-1之间，其制品尺寸随温度
13、改变变化较大。几种PE的热性能见表1-2。表1-2几种PE热性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯熔点热降解温度(氮气)热变形温度(0.45MPa)脆化温度线性膨胀系数(10-5K-1)比热容J(kgK)-1热导率/ W(mK)-11051153003850-80-501624221823010.351201253005075-100-751251373006080-100-701116192523010.421902103007585-140-704.电性能PE分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，几种PE的电性能见表1-3。PE的体积电阻率较高，介电常数和介电损耗
14、因数较小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频绝缘材料。它的吸湿性很小，小于0.01（质量分数），电性能不受环境湿度的影响。尽管PE具有优良的介电性能和绝缘性，但由于耐热性不够高，作为绝缘材料使用，只能达到Y级（工作温度90）。表1-3聚乙烯的电性能性能LDPELLDPEHDPE超高相对分子质量聚乙烯体积电阻率/cm介电常数/Fm-1（106Hz）介电损耗因数（106Hz）介电强度/kVmm-110162.252.350.00052010162.202.300.0005457010162.302.350.0005182810172.350.0005355.化学稳定性PE是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，如盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、氢氧化钠、氢氧化钾以及各类盐溶液(包括具有氧化性的高锰酸钾溶液和重铬酸盐溶液等)，即使在较高的浓度下对PE也无显著作用。但浓硫酸和浓硝酸及其他氧化剂对聚乙烯有缓慢侵蚀作用。PE在室温下不溶于任何溶剂，但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高，PE结晶逐渐被破坏，大分子与溶剂的作用增强，当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。如LDPE能溶于
