环氧树脂的质量指标与环氧改性
——文/研发部 吴冠群
环氧树脂作为粉末涂料最常用的树脂之一，相信大家对它都不会陌生。但环氧树脂的好坏由什么因素决定，正常生产中需要把控好哪些指标呢？平常我们公司所用的环氧树脂都是双酚A型的，但粉末涂料用的环氧树脂是否只有这一种类型呢？下面我将跟大家共同探讨这两个问题。
一、环氧树脂的指标
一般环氧树脂的指标由软化点、环氧值、含氯量、挥发值、色度来把控。而含氯量、挥发值和色度为环氧树脂的纯度指标。
1、软化点
一般指环氧树脂在受热过程中由硬变软并呈现一定程度的流动性时的温度。软化点同时也是表示固态环氧树脂分子量大小的缩聚程度的指标。
分子量小，软化点低（如<60℃）制成的粉末表面流动性虽好，但涂膜机械强度差，粉末贮存易结块。反之分子量大，软化点高（>98℃）的粉末流动性较差。因此用于粉末涂料的环氧树脂软化点以控制在88-98℃为宜，它可以取得较好的流动性、破碎性和分散性。
目前在我国粉末涂料行业中，环氧粉末涂料所用的环氧树脂大多数的软化点范围集中在88-93℃，环氧值范围为0.1-0.13，选择这个范围的原因是我国比较注重涂膜的流平性。根据粉末涂料的特殊用途和配方需要，低软化点和高软化点的环氧树脂分别用于环氧粉末涂料和聚酯环氧混合型粉末涂料中。
软化点88-92℃做高光流平好。
软化点92-95℃做装饰性粉末。
软化点95℃以上做重防腐材料。
2、环氧值
每100g环氧树脂中含有的环氧基当量数为环氧树脂的环氧值。
环氧当量=分子量（g）/环氧基数量
环氧值=100/环氧当量
环氧值的大小相对应的表示其分子量的大小，同时环氧值又是计算固化剂用量的重要依据。日常环氧树脂的选择中，要尽量选择分子量分布较窄环氧树脂。因为环氧值控制范围偏大，分子量分布就宽，加深了配方设计的难度，同时也会影响配方生产的重复性，所以要控制环氧树脂的分子量分布，增加分子量分布的集中性。
环氧值较高（环氧当量低）的环氧树脂固化交联密度大，涂膜具有较高的光泽和优良的耐溶剂、耐化学品及耐沸水等性能；反之，环氧值低将使粉末涂料的贮存稳定性较好，涂膜柔韧性与耐冲击性提高。而涂膜的硬度与附着力在上述环氧当量的范围内没有重大差别。
3、挥发分含量
环氧粉末涂料中使用环氧树脂的杂质含量通常用挥发分含量来表征。所谓挥发分含量，是树脂中的水分及其它的挥发物的总称。粉末涂料在成膜时挥发分含量应尽量低，否则就会在涂膜表面出现诸如针孔、缩孔、失光和致密性能差等现象，影响粉末的储存性、反应活性等。所以在选用粉末涂料专用环氧树脂的时候，挥发分应控制在≤0.2%。
4、外观与色泽
环氧树脂的好坏常常可以通过外观与色泽来做初步判定。一般以色浅、透明、具晶莹光泽的玻璃状物为佳。这表明生产树脂是选用了上好的原料，树脂洁净程度也高。用这样的树脂生产浅色或白色粉末涂料颜色将会比较纯正。
二、通用环氧树脂与改性环氧树脂
绝大多数的装饰性环氧树脂粉末涂料所用的环氧都是双酚A型环氧树脂，占我国环氧树脂总产量的90%，因其原料易得，成本低，使用范围广，又称为通用型环氧树脂。虽然双酚A环氧树脂占据了环氧总产量的绝大部分，但改性环氧树脂的种类还是非常多的，下面我简单介绍一下几种常见的改性环氧树脂。
1、酚醛环氧树脂
常见的酚醛环氧树脂可分为两类：线性酚醛环氧树脂（EPN）和邻甲酚甲醛环氧树脂（ECN）。酚醛环氧树脂虽然有较好的防腐性能，但在日常应用中常加入部分双酚A环氧树脂搭配以提高其耐低温弯曲与冲击性能。因为纯酚醛环氧树脂，特别是环氧值较高时，可能导致固化物脆性大，低温弯曲与冲击性能较差。
酚醛树脂与双酚A环氧的混合比例为80/20～20/80。不同固化比例对涂层的影响规律为：随酚醛环氧用量增加，涂膜附着力、硬度、耐化学腐蚀能力增加，但柔韧性、耐弯曲冲击性能下降，具体比例还与所选择的促进剂体系、颜填料种类与用量及涂膜所要求的最终性能有关。
2、有机硅环氧树脂
有机硅环氧树脂（聚硅氧烷）主要用于耐高温（>200℃）的粉末涂料。有机硅树脂主链硅氧键具有较高的键能，所以耐热性优异，是耐热粉末涂料最常见的一种树脂。
有机硅树脂可单独用来生产粉末涂料，对耐温要求不太高的粉末涂料也可以用于其它树脂共混的方法制作，但要使用苯基/甲基树脂比较高的有机硅树脂以解决它们之间的相容性。
3、高玻璃化温度环氧
有公司发明了一种改性环氧树脂。主要特性：可提升FBE的Tg约50℃，通过核实的配方可以满足高温管道防腐的要求，并可与标准树脂混合用于中等Tg。