甲基环己酮-甲醛树脂的合成、改性及性能研究

摘要

本文先合成了甲基环己酮-甲醛(MF)树脂，然后对其进行了改性，利用FT-IR、TG、DSC和GPC对树脂进行了表征，再将MF树脂和改性的MF树脂应用于不同的清漆体系中。全文共分三个部分，主要研究内容及成果包括： 首先，以甲基环己酮和甲醛为原料，在碱性催化剂的作用下，合成了MF树脂。研究了溶剂、催化剂的种类、醛酮摩尔比、反应温度和时间等对聚合反应及树脂性能的影响，并用：FT-IR、TG、DSC和GPC对MF树脂进行了表征。结果发现：溶剂选择二甲苯与石油醚混合比较合适，催化剂选择NaOH较合适。以NaOH作催化剂时的最佳反应条件为：醛酮摩尔比1.4，NaOH用量0.4wt％，反应温度130℃，反应时间6h，得到的树脂的软化点为110.2℃，羟基值为32.8mgKOH/g，该树脂在涂料常用溶剂中具有良好的溶解性能。结合不同的甲基环己酮异构体与甲醛的反应结果和。FT-IR测试表明甲基环己酮的a-H与甲醛发生了缩聚反应，生成了端基为-CH<,2>OH的MF树脂。 其次，利用TDI、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、乙酸酐、(CH<,3>)<,2>SICl<,2>、环氧氯丙烷、POCl<,3>和乙二胺与MF反应,合成了各种改性的MF树脂。FT-IR结果表明：TDI、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、乙酸酐、(CH<,3>)<,2>SiCl<,2>、环氧氯丙烷和POCl<,3>与MF树脂的端羟基发生了反应，乙二胺与MF树脂分子结构中的羰基发生了缩合反应。改性树脂的溶解性良好；TDI、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、(CH<,3>)<,2>SiCl<,2>、POCl<,3>和乙二胺改性的树脂的软化点比改性前升高而乙酸酐和环氧氯丙烷改性的树脂的软化点降低；除乙二胺改性的树脂的羟基值有25.6mgKOH/g外，其它改性树脂的羟基值几乎均为0。TDI、邻苯二甲酸酐和马来酸酐改性的树脂的耐热性有了显著提高。 最后，将MF树脂，邻苯二甲酸酐、马来酸酐和环氧氯丙烷改性的MF树脂分别添加到丙烯酸酯树脂清漆、不饱和聚酯清漆、醇酸树脂清漆和硝基树脂清漆中，对漆膜性能进行了研究，并与环己酮-甲醛(CF)树脂进行了比较。结果发现：MF树脂及其改性树脂的加入可明显提高漆膜的附着力、冲击强度、硬度、耐水性等性能；在丙烯酸酯树脂清漆、不饱和聚酯清漆、醇酸树脂清漆和硝基树脂清漆中，MF树脂的含量分别为5％、8％、2％和5％时，漆膜的性能达到最佳值；MF树脂及邻苯二甲酸酐和马来酸酐改性的MF树脂对漆膜性能的提高已经超过了CF树脂。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2酮醛树脂概述

1.2.1酮醛树脂的分类

1.2.2酮醛树脂合成的一般工艺流程

1.2.3酮醛树脂的应用

1.3酮醛树脂的研究进展

1.3.1国外酮醛树脂的研究进展

1.3.2国内酮醛树脂的研究进展

1.4本课题的目的意义、主要研究内容、特色及创新之处

第二章甲基环己酮-甲醛树脂的合成与表征

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1主要原料及试剂

2.2.2仪器与设备

2.2.3甲基环己酮-甲醛树脂的合成

2.2.4测试与表征

2.3结果与讨论

2.3.1溶剂的选择

2.3.2甲基环己酮的预处理对树脂性能及产率的影响

2.3.3催化剂的选择

2.3.4加料方式和工艺过程的选择

2.3.5醛酮摩尔比对聚合反应及树脂性能的影响

2.3.6 NaOH用量对聚合反应及树脂性能的影响

2.3.7反应温度和时间对聚合反应及树脂性能的影响

2.3.8正交实验优化反应条件

2.3.9不同甲基环己酮异构体对聚合反应及树脂性能的影响

2.3.10 FT-IR

2.3.11 TG

2.3.12 DSC

2.3.13 GPC

2.4本章小结

第三章甲基环己酮-甲醛树脂的改性与表征

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1主要原料及试剂

3.2.2仪器与设备

3.2.3甲基环己酮-甲醛树脂的改性

3.2.4测试与表征

3.3结果与讨论

3.3.1改性甲基环己酮-甲醛树脂的性能

3.3.2FT-IR

3.3.3 TG

3.3.4 DSC

3.3.5 GPC

3.4本章小结

第四章酮醛树脂在涂料中的应用

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1主要原料及试剂

4.2.2仪器与设备

4.2.3漆膜的制备

4.2.4性能测试

4.3结果与讨论

4.3.1酮醛树脂对丙烯酸树脂清漆性能的影响

4.3.2酮醛树脂对不饱和聚酯清漆性能的影响

4.3.3酮醛树脂对醇酸树脂清漆性能的影响

4.3.4酮醛树脂对硝基树脂清漆性能的影响

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

评定意见