發(fā)布時間：2018-12-18 14:13

【摘要】：節(jié)能環(huán)保涂料是當(dāng)下世界各國的研究熱點。環(huán)氧樹脂涂料具有粘接強度高、機械性能與尺寸穩(wěn)定性能好、耐腐蝕性強等優(yōu)點,在防腐領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。然而環(huán)氧樹脂涂膜存在脆性大,斷裂伸長率低,柔韌性差等問題,而且市售的環(huán)氧樹脂涂料大多使用揮發(fā)性強的有機溶劑作為分散介質(zhì),對人體健康非常不利,排入大氣會對環(huán)境造成污染。環(huán)氧乳液以水作為分散介質(zhì),安全無污染,符合環(huán)保的要求。本論文首先對環(huán)氧樹脂進行增韌改性,合成了非離子型環(huán)氧乳液,然后自制了一種端氨基非離子型水性環(huán)氧固化劑(ATNCA),考察了乳液和涂膜的性能,并對環(huán)氧乳液的固化工藝進行了研究。本文以聚乙二醇單甲醚(MPEG)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)和雙酚A型環(huán)氧樹脂E44為原料,采用化學(xué)改性法,首先將異佛爾酮二異氰酸酯和聚乙二醇單甲醚反應(yīng)得到半封閉的預(yù)聚體,再和雙酚A型環(huán)氧樹脂的側(cè)羥基進行接枝反應(yīng),將親水鏈段引入到環(huán)氧樹脂分子鏈中,合成了一種無溶劑、低成本的非離子型環(huán)氧樹脂,最后在水中乳化得到環(huán)氧乳液。采用傅立葉紅外光譜(FTIR)對非離子型環(huán)氧樹脂合成過程中的結(jié)構(gòu)變化進行表征,證實了接枝反應(yīng)的發(fā)生。通過乳化過程中電導(dǎo)率的變化對環(huán)氧樹脂相反轉(zhuǎn)乳化進行分析,并著重研究了不同的乳化條件對乳液性能的影響,找到了最佳的乳化工藝。實驗進一步考察了MPEG分子量、環(huán)氧樹脂的用量和反應(yīng)條件對乳液粒徑及其穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:在環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中引入非離子親水鏈段能制備出穩(wěn)定的環(huán)氧乳液。隨著MPEG分子量的增加,乳液粒徑變小、粒徑分布變窄。當(dāng)MPEG分子量為500時就可以得到穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹脂乳液,其室溫儲存穩(wěn)定性可達(dá)半年以上。隨著環(huán)氧樹脂用量的增大,乳液粒徑變大、粒徑分布無明顯變化,同時乳液的穩(wěn)定性下降。采用化學(xué)改性法,以異佛爾酮二異氰酸酯、聚乙二醇單甲醚、多元胺為原料合成了端氨基非離子型水性環(huán)氧固化劑(ATNCA),采用FTIR和凝膠滲透色譜(GPC)對其結(jié)構(gòu)進行表征證實了ATNCA的合成。實驗進一步研究了MPEG的分子量和不同的多元胺對ATNCA性能的影響,制備出了能夠在環(huán)氧乳液中分散均勻的水性環(huán)氧固化劑。本文采用聚醚胺D230和ATNCA作為水性環(huán)氧固化劑與環(huán)氧乳液混合固化,分別得到D230 E44和ATNCA E44涂膜。實驗研究了ATNCA 環(huán)氧乳液體系的固化工藝,采用差示掃描量熱法(DSC)對固化動力學(xué)進行分析,并考察了MPEG分子量對D230 E44涂膜性能的影響以及不同的多元胺和固化劑用量對ATNCA E44涂膜性能的影響。結(jié)果表明:隨著固化溫度的升高,涂膜的力學(xué)性能增強,并且可以縮短固化所需時間。此外,采用化學(xué)改性法制備的非離子型環(huán)氧樹脂涂膜的韌性明顯提高。隨著MPEG分子量的增加,D230 E44涂膜的硬度、拉伸強度和熱穩(wěn)定性降低,斷裂伸長率和吸水率增加。固化劑用量增多,ATNCA E44涂膜的力學(xué)性能先增強后下降;隨著多元胺氮原子數(shù)的增加,ATNCA E44涂膜的硬度、拉伸強度和熱穩(wěn)定性提高,斷裂伸長率和吸水率下降。實驗證明采用ATNCA作為水性環(huán)氧固化劑能夠得到性能更好的涂膜。
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【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ630.1

【參考文獻】

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本文編號：2385965