2 結果與討論

2.1溫度和反應時間對環氧基轉化率的影響

物質的量比為n（環氧基）∶n（二乙醇胺）=1∶0.5,溫度分別設定為60℃,80℃和90℃,反應時間為3h,反應結束后按照1.4的方法計算環氧基的轉化率，可知，反應溫度為60℃時環氧基的轉化率為19.15%,80℃時環氧基的轉化率為40.96%,90℃時體系出現凝膠現象。隨著反應溫度的升高，環氧基的轉化率明顯提高，這是因為隨著溫度的升高，反應體系的粘度下降，分子運動活躍，增加了反應基團的接觸機會，從而加快了反應速度，使環氧基的轉化率明顯提高，但溫度過高時會出現凝膠現象。故此，后續實驗均設置反應溫度為80℃。

物質的量比為n（環氧基）∶n（二乙醇胺）=1∶0.5,反應溫度為80℃,反應時間分別設定為2h,3h和4h,環氧基的轉化率隨反應時間的變化。

隨著反應時間的增加，環氧基的轉化率逐漸增大，但隨著反應時間的繼續延長，轉化率的提高變得平緩，這是由于隨著反應時間的延長可反應的基團不斷減少所致。

2.2親水改性環氧樹脂的結構

改性后的環氧樹脂在3355cm-1處出現較寬的峰，表明改性后隨著二乙醇胺的加入，環氧樹脂中引入了羥基。在1600cm-1和1500cm-1處是苯環的特征吸收峰，由于苯環沒有參與反應，故反應前后沒有發生變化；在1250cm-1處是芳醚的吸收峰，在1030cm-1處是伯醇中—C—O—伸縮振動吸收峰。在910cm-1和840cm-1處是環氧基的特征吸收峰。這些吸收峰因發生開環加成反應而有所減弱，以此可用來檢測該反應的反應發生率。親水改性后環氧樹脂在1080cm-1處出現特征吸收峰，為開環反應生成的叔胺結構。

2.3親水改性環氧樹脂的熱重分析

環氧樹脂開始升溫后樣品就有小幅的失重，這是由于環氧樹脂固化時里面的水分沒有被全部蒸發掉，在溫度升高后被蒸發出來的緣故。

環氧樹脂經改性后分子鏈中脂肪碳鏈段增長了，環氧基減少了，交聯密度隨之降低，因而與改性前相比，親水改性環氧樹脂的起始分解溫度、外延起始分解溫度和比較大失重速率溫度均有所下降，但仍保持較好的熱穩定性。2.4親水改性環氧樹脂表干時間親水改性環氧樹脂1號、2號和3號樣品，反應溫度為80℃,反應時間為3h,n（二乙醇胺）∶n（環氧基）分別為0.3∶1、0.4∶1和0.5∶1。未改性環氧樹脂使用的溶劑是易揮發的有機溶劑**，溶劑揮發較快，所以表干時間較短，親水改性后的環氧樹脂水溶液，以水為溶劑，室溫下，水揮發較慢，因而表干需要更長的時間，因此，隨著二乙醇胺比例的增加，表干時間也會增加)。

2.5親水改性環氧樹脂附著力

未改性環氧樹脂與親水改性環氧樹脂1號的附著力均為1級，引入少量的二乙醇胺改性后的環氧樹脂體系的附著力變化不大，而親水改性環氧樹脂2號和3號的附著力下降明顯，說明隨著二乙醇胺引入量的增加，改性環氧樹脂的附著力有所下降，這應該是交聯密度降低所致。

2.6親水改性環氧樹脂涂膜硬度

未改性環氧樹脂的硬度可達6B,親水改性環氧樹脂1號的硬度有所下降，但硬度依舊達到4B,隨著二乙醇胺引入量的增加，改性環氧樹脂漆膜的硬度不斷下降，這應該是由于交聯密度的降低以及脂肪胺的加入降低了分子剛性共同影響所致。

2.7親水改性環氧樹脂涂膜柔韌性

未改性環氧樹脂的柔韌性為1mm,親水改性環氧樹脂1號、2號和3號的柔韌性均為1mm,改性前后環氧樹脂涂膜的柔韌性變化不大，說明二乙醇胺的引入對環氧樹脂的柔韌性影響很小。

3 結論

(1)以二乙醇胺改性環氧樹脂E-51,引入親水基團，再以冰醋酸成鹽，可以制備出環氧樹脂水性體系。

(2)親水改性環氧樹脂優化反應溫度為80℃,反應時間為3h。

(3)親水改性環氧樹脂固化物的熱性能雖有所降低，但仍能保持良好的熱穩定性能，涂膜固化后硬度可達3H,附著力達4級且具有良好的柔韌性。

來源：化工科技，河南省科學院同位素研究所有限責任公司，河南工業大學，邁愛德編輯整理