UV固化水性环氧树脂的改性研究

摘要

21世纪以来，环保法律法规日益完善，以及人们对健康、安全、环保和节能意识的日益加强，无污染的低VOC甚至零VOC环境友好型涂料日趋受到重视。UV固化水性涂料的研究和开发已成为涂料领域的研究热点，成为涂料工业发展的新趋势之一。环氧树脂具有粘附性能好、固化温度低、掺和性能好、化学性能稳定、价格低廉等优点，在涂料、胶粘剂、复合材料等领域用途甚广，但其漆膜韧性不足，耐冲击性差以及耐热性不理想，因此，对其的改性成为一个热点课题。
　　 本文运用环氧大豆油和有机硅对环氧树脂进行了改性，制得了韧性良好、耐热温度高且环保的UV固化水性环氧树脂，使得树脂漆膜的韧性、热分解温度得到了很大提高。本论文主要工作可分为以下三个部分：①选用环氧树脂、活性官能团 Y、丙烯酸等原料制得了UV固化水性环氧树脂，并展开了对催化剂筛选工作。结果表明：当反应温度为115℃，使用1％的三苯基膦做催化剂，采用甲基丙烯酸羟乙酯作为助溶剂，N，N-二甲基乙醇胺作为中和剂，丙烯酸与活性官能团Y为1:1时，制得的水性树脂贮存稳定性好，涂膜的耐水性可达6个月不发生变化。并且调节活性官能团Y与丙烯酸的比例，可以调节涂膜的耐碱性。②利用环氧大豆油改性环氧树脂合成了UV固化水性环氧树脂，并考察了环氧大豆油加入量对漆膜的影响。研究结果表明：当环氧大豆油与环氧树脂比例相同时，能够得到性能比较好的涂膜：硬度为4H，断裂伸长率为52％，耐冲击强度大于50kg·cm。③利用有机硅改性合成改性了环氧大豆油-环氧UV固化水性环氧树脂，并考察了有机硅种类、用量以及反应温度对漆膜的影响。实验表明：当加入甲基三乙氧基硅烷含量为14.4％时，环氧大豆油与环氧树脂质量之比为1:2时，漆膜硬度为3H，拉伸强度为12.5Mpa，断裂伸长率为62.3％，耐冲击强度大于50kg·cm，热分解50％的温度从391℃提高到414℃。