高壓注漿在美國、德國、日本、意大利等發達國家應用得比較廣泛，它們獲得了巨大的經濟效益和社會效益，尤其是日本，高壓成型所占比例很大，用它幾乎可以成型所有衛生潔具產品。高壓注漿技術推廣應用的關鍵之一是塑料模具的國產化。塑料模具有很高的使用壽命，重復使用次數達10000次以上，是國內近幾年陶瓷成型用模具材料大力發展的方向。

吸水樹脂塑料模具的耐磨性、耐水性、耐酸堿腐蝕、耐溫性以及壓縮強度、彎曲強度等物理力學性能明顯優于石膏模。吸水樹脂模具材料是一種開孔型微孔材料，在用高強度吸水樹脂塑料模具時，通常需要將某些模具表面進行定向封閉以達到定向吸收透水。高壓注漿壓力大，壓力高達30～40個大氣壓，快固型高滲透改性環氧涂料可以滿足這一要求。

環氧樹脂是一種具有優良力學性能、防腐性能和黏結性能及化學穩定性的膠黏材料，但常用的雙酚A型環氧樹脂粘度大，流動性差，低溫固化慢，改善其流動性和快速固化性能是改性環氧樹脂特別是涂料領域中的一大應用課題，特別是在冬季氣溫較低時，普通的改性環氧樹脂薄層涂料遠遠不能滿足現代快速固化的工程需求[1-2]。稀釋劑粘度低，是最為常用的改善流動性的方法之一。本文在多年的研究和應用基礎上[3]，以小分子聚醚型環氧樹脂及糠醛丙酮為活性稀釋劑，研究一種快速固化的高滲透性改性環氧涂料，并探討其在陶瓷衛生潔具高壓注漿用多孔吸水樹脂模具材料中的應用。

 1·實驗部分

 1.1 材料

 622小分子聚醚型環氧樹脂、E-51環氧樹脂、E-44環氧樹脂、糠醛、丙酮、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、N-氨乙基哌嗪（AEP）、改性劑、硅烷偶聯劑、促進劑等均為市售工業品，多孔吸水樹脂模具材料（自制）。

 1.2 配制方法（見圖1）

圖1 高滲透改性環氧防護涂料的配制

1.3 強度測試和表干性能

抗壓強度測試參照GB/T17671-1999進行，涂膜表干時間參照GB1728-89(79)進行。

2·結果與討論

2.1 活性稀釋劑的固化反應（見圖2）

圖2 活性稀釋劑的固化反應

小分子聚醚型622環氧樹脂活性稀釋劑粘度較低，糠醛、丙酮的粘度更低，混合液只有0.69mPa·s，遠低于水的粘度1mPa·s，具有很高的滲透性。在本體系中，活性稀釋劑中的基團發生催化醇醛縮合反應，并且進一步脫水并與胺發生加成反應，逐步形成凝膠和大分子聚合物，具有一定的強度。胺類硅烷偶聯劑與脫水反應生成的水進一步發生反應生成乙醇，促進了醇醛縮合反應，使得縮合反應更加完全，強度更高。多元胺中的活性氫還與622環氧樹脂反應，從而形成強度較高的聚合物。

2.2 胺類固化劑的反應活性

不同結構的胺分子與環氧樹脂的反應活性不一樣，主要取決于N原子的堿性和空間位阻。芳香胺的活性最低，其次是脂環胺，脂肪胺活性最大。因此，脂肪族多胺是快速固化體系的首選固化劑，如二乙烯三胺、三乙烯四胺。N-氨乙基哌嗪AEP是脂肪胺與脂環胺混合體系的多胺，兼具有兩者的優點，固化速度適中。

脂肪胺類固化劑是環氧樹脂最為常用的固化劑，其中的活性氫使雙酚A環氧樹脂E-51、E-44發生開環聚合反應。伯胺中的第一個氫空間位阻小，反應活性大，與環氧樹脂迅速開環反應，并放出大量的熱，放出的熱加快反應形成立體網絡固結體。

環氧樹脂的胺固化放熱效應使得混合液以薄的涂膜方式的表干時間與澆注體明顯有差異，特別是當含有易揮發的活性稀釋劑丙酮時，在不同溫度下表現出的干燥速度也不同。

 2.3 涂料起始粘度與固結體強度

 本實驗以室溫20℃下100gA組份為例，不同固化劑的用量，其固化時間和強度結果見表1。

表1 室溫20℃下涂料的固化性能

 

 由表1可見，不含環氧樹脂的膠液混合后粘度很小，經過一定時間也能凝膠成一定強度的固結體，涂膜表干時間達3d。隨著環氧樹脂量的增加，起始粘度增大，固化加速，涂膜表干時間縮短，后期強度增大。另一方面，隨著固化劑用量的增加，固化加快，早期強度較高，基本上1d就能達到一定強度。

環氧樹脂E-51含量達到15%時粘度很低，為1.1mPa·s，具有優異的滲透性，并且還能達到一定強度，適合做底涂。當環氧樹脂E-51含量達到40%時，既有較低的粘度和高的滲透性，又具有優良的力學性能和成膜性能，適合做面涂。當環氧樹脂E-44代替E-51時，粘度上升，早期強度稍有提高。

2.4 溫度對固化的影響

如前所述，環氧樹脂的胺固化反應是放熱反應，熱的積累和環境溫度對涂膜和澆注體強度有很大影響。表2表明在室溫30℃環境下因熱不斷積累，沒有及時散熱，澆注體均發生快慢不同的爆聚，但在薄的涂膜方式下因接觸面大散熱好，沒有發生爆聚，表干速度較快。涂膜隨著環氧樹脂量的增加，表干時間縮短，固化加速。

表2 室溫30℃下涂料固化性能

但在低溫12℃環境下，澆注體的固化速度和強度隨著環氧樹脂量的增加而發生顯著的變化，涂膜表干時間也拉開很大距離，從2天時間至1天以內。表3可見，在低溫下，AB混合液早期1天強度呈現從粘稠液體的0強度到12.6MPa，3天后都可固化，具有一定的強度。

表3 室溫12℃下涂料的固化性能

因此，要使涂料在低溫下能快速固化，除了提高環氧樹脂含量外，還可配合適當的熟化工藝，使AB混合后熟化一段時間，讓混合液積累一定熱量再進行涂刷。實驗表明，熟化時間以0.5～1h內為宜，環境溫度高時，熟化時間縮短，環境溫度低時熟化時間延長。

此外，還可用紅外加熱的方式，提高環境溫度，加快反應進行。特別是在10℃以下的環境中，環氧樹脂的脂肪胺開環聚合反應非常緩慢，目前只有通過外界加熱的方式加快固化進程。

3·應用

改性環氧涂料具有很高的粘接強度、抗壓抗折強度，是一種理想的防水材料，可耐很高的水壓及其沖擊，因此在陶瓷高壓注漿中具有很實用的價值。

高壓注漿成型周期短、效率高、坯體質量好、不必修坯、強度高、無須干燥、表面光潔度高、可連續注漿、機械化自動化水平高、生產線占地面積小、操作環境好、環境廢棄物少等，不僅能大幅度提高產品質量、檔次和提高生產效率，還能大幅度降低勞動力、勞動強度和節約勞動場所，減少環境污染，提高一線勞動者幸福指數。

衛生陶瓷高壓注漿成型技術在我國的應用是從90年代初引進國外技術開始的。今天，我國經濟多年來持續高速發展，土地資源、能源供應全面緊張，人口紅利已完全消失，勞動力成本大幅上升，勞動者自我保護意識日益加強，企業面臨著原材料、能源漲價、經濟效益降低、勞動力缺乏和環境保護的壓力，目前國內很多大型陶瓷企業重新轉向使用高壓注漿技術。

高壓注漿技術應用的關鍵之一是塑料模具的國產化。目前國內已有幾個單位在密切關注高壓注漿用的吸水（或透水）樹脂模具。我們經過近一年的科技攻關，制備出一種高強度的多孔吸水樹脂模具，并將此快固型高滲透改性環氧涂料應用到多孔模具材料中。

實驗結果表明，在應用到高強度吸水樹脂塑料模具時，只需使用一道我們研制的面涂，就能滲入微孔材料（未經壓力沖洗模具）內部2～3mm處，并且固化快。在20℃環境下4h內能干燥，30℃環境下2h內能表干，并且強度高、韌性好、能抗高壓沖擊。對于經過壓力沖洗孔隙的干燥的模具材料，快固型高滲透改性環氧涂料幾乎能完全滲入模具內部的微孔深處。

此外，我們研制的快固型高滲透改性環氧涂料在室溫30℃以上、20～30℃、10～20℃下均能滿足快速固化的地下防水工程需要，但在10℃以下固化偏慢，有待進一步完善。