作者：Irene Gorman, Michael Henningsen, Frank Hettche, Matthaeus Kopczynski, Alexander Panchenko, Marc Hofmann, Chin Li, Raj Sundar

文章有点长，先来速读

环氧树脂基工业防护涂料具有优异的化学和机械性能。但是，常用的胺类固化剂很容易与大气中的二氧化碳和水分发生反应，形成氨基甲酸盐。当氨基甲酸盐堆积在表面时，将导致雾浊和涂层间粘附问题。含有甲基环己二胺（MCDA，Baxxodur

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EC 210）于加成物的脂环族二胺类环氧树脂固化剂，与含有异佛尔酮二胺（IPDA）和间苯二甲胺（MXDA）的加成物相比，具有较高的氨基甲酸盐稳定性。此特性进一步在涂料测试中得到了验证，其中含有MCDA的涂料配方拥有优异的光泽度。另外，还采用不同的分析技术法（如差示扫描量热法和流变学），针对MCDA、IPDA和MXDA固化系统的固化行为、机械性能和热性能分别进行了评估。总体而言，实验证明MCDA是制作环氧二胺工业涂料系统里，极具吸引力的基本化学成份。

正文开始

工业防护涂料的目的是保护混凝土等表面免于在侵蚀的环境中退化。由于环氧树脂体系具有良好的粘附性、优异的机械性能和热性能及良好的耐化学腐蚀性，因此非常适用于这一类防护用途。环氧树脂可采用胺、酚、硫醇和羧酸等多种共反应物固化，因此操作范围广及性能佳。脂环族二胺类固化剂被广泛用于地板应用中，是因为它们不仅操作性佳，更有很好的最终性能，如固化快、粘度低、毒性低、粘附性佳和颜色稳定性高。此外，脂环族二胺类特别适合用于低温固化或需要与湿混凝土粘结的地方。

在地板应用中，胺通常以加成物的形式使用，当中将采用大量的胺与环氧树脂预先反应。一般来说，加成物不易雾浊，因为分子中伯胺的含量相对减少，从而降低加成物的吸湿性。当伯胺与大气中的二氧化碳和水发生反应时，氨基甲酸盐的形成会导致雾浊。除了降低雾浊外，胺的加成物还具有较低的腐蚀性和挥发性。但是这些优点是有代价的，因为加成作用会显著增加涂料粘度。

为了降低粘度，胺加成物通常采用溶剂或苯甲醇（BnOH）等增塑剂配制，后者除了用作降粘剂外，还可加速室温或低于室温条件下之环氧树脂与胺的反应。

甲基环己二胺（MCDA）是脂环族二胺类环氧固化剂，和异佛尔酮二胺（IPDA）一样，非常适合地坪应用；IPDA以其低粘度而闻名，然而MCDA的粘度比IPDA更低。MCDA包含两种位置异构体，即2,4和2,6-MCDA，分别拥有四个和三个立体异构体（图1）。IPDA和MCDA在室温或低于室温条件下皆容易与环氧树脂发生反应，此外它们的低粘性亦提高配制和/或延长操作窗口方面的灵活度。

本文将探讨IPDA和MCDA这两种脂环族二胺加成物之间的差异，以及MCDA与一种芳基二胺——间苯二甲胺（MXDA）加成物之间的差异。这三种胺类物质在固化性能、热性能和外观上都各有利弊。本研究中使用的二胺类固化剂如图1所示。

图1. 本研究中所使用的二胺类环氧固化剂

实验

材料

双酚A环氧树脂（DGEBA）为Leuna-Harze GmbH公司的产品（Epilox

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A 19-03，环氧当量184 g/mol）。异佛尔酮二胺（Baxxodur

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EC 201，活性胺当量42.6 g/mol）和甲基环己二胺（Baxxodur

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EC 210，活性胺当量32 g/mol）为巴斯夫欧洲公司（BASF SE）的产品。间苯二甲胺（活性胺当量34 g/mol）则购自三菱瓦斯化学公司。

苯甲醇购自霍尼韦尔公司。所有化学品均以来样使用。

加成物合成

胺官能加成物（图2）采用过量的胺合成。DGEBA与二胺的摩尔比为1:16、1:8或1:2.5。当中，添加BnOH于摩尔比为1:2.5的加成物，使粘度保持在有效范围内。并对于这类的加成物，使用了相同当量（重量%）的BnOH和二胺。接下来的实验是以摩尔比为1:2.5（DGEBA/MCDA）的合成加成物做举例说明。我们在氮气保护下在1公升圆底烧瓶中进行M....