丙烯酸接枝型水性环氧树脂的研究

摘要

环氧树脂作为世界上三大通用热固性树脂品种之一，凭借其优良的工艺性能和机械性能，广泛应用于我们生产和生活的方方面面。但鉴于有机溶剂对于环境和社会带来的众多不利影响，人们对于溶剂型树脂品种和溶剂型涂料产品的限制越来越严格。环氧树脂的水性化技术应运而生。国外最早是从上个世纪70年代开始针对环氧树脂水性化的研究，到目前已经取得显著成果，许多水性环氧产品都与溶剂型环氧的性能不相上下。我国环氧树脂水性化改性研究起步较晚，基本上还没有能够与国外产品相抗衡的实力，面对我国对环氧树脂需求量飞速增长的需求态势，环氧水性化改性研究具有非常重大的现实意义。 环氧树脂水性化改性的方法很多，主要以化学改性为主，其中的酯化法、醚化法等改性方法通常不是破坏了原有的环氧基团就是在分子中引入不稳定的酯键，最后得到的环氧乳液无论是乳液性能还是涂膜性能都不能令人满意。本实验采用的改性方法是目前较少人研究的方法——丙烯酸接枝改性环氧树脂法。通过这种方法，以环氧树脂作为母体，有效地将亲水性单体以支链的形式接枝上去，最终使得两种原来互不相溶、性能各异的聚合物成为一体，发挥各自的特长，得到性能优良的环氧乳液。与此同时，这种方法工艺相对简单，成本不高，比较适应工业化生产。 研究工作主要包括以下内容： 选择接枝改性环氧树脂的最佳聚合方法，选择双酚A型环氧树脂、丙烯酸等四种单体、过氧化二苯甲酰作为主要实验原料，通过一定的工艺合成了丙烯酸接枝改性环氧乳液。同时考察了环氧分子量、单体加入量、反应温度与时间、引发剂加入方式与加入量、中和温度与时间以及水的加入方式及加入量等各种实验条件对于最终乳液性能的影响。然后借助与傅立叶红外光谱仪(FTIR)、透射电镜(TEM)和激光粒度分析仪(MasterSizer2000)等仪器对乳液的组成和结构进行了分析与表征。考察了固化过程中，不同的工艺条件对于涂膜性能的影响。最终确定采用分子量为1，000左右的环氧树脂：丙烯酸单体加入量占树脂的4.0～4.5％；引发剂加入量占树脂1.0～1.2％(分三次加入)；接枝温度100～105℃；中和温度60℃，中和度110％左右；固化剂占改性树脂50％，固化温度70～90℃。 最后，实验还考察了用产品乳液与溶剂型环氧树脂和水性丙烯酸防腐蚀涂料进行简单的涂膜性能和防腐性能对比，结果表明，用丙烯酸接枝改性得到的环氧树脂与溶剂型环氧树脂性能相差不大，两者性能都优于水性丙烯酸防腐蚀涂料的防腐性能，是一种性能稳定、防腐性高的产品，具有一定的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章实验设计及改性原理

第三章实验部分

第四章乳液性能影响因素及结果表征

第五章水性环氧乳液的固化与防腐蚀性能的初步考察

结论与建议

参考文献

攻读研究生学位期间发表的论文

致谢