有机硅氧烷接枝环氧树脂水分散体的合成与性能研究

摘要

本文以反应性乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为接枝单体，合成了一种新型有机硅烷接枝环氧树脂水分散体。对聚合产物做了结构表征，就聚合中原料配方、操作条件对水分散体的影响及反应动力学进行了实验研究，以不同固化剂对制备的环氧树脂水分散体进行了固化过程分析，并在此基础上测试固化膜的物理和机械性能。此外，对合成的环氧树脂水分散体在抗静电方面的应用做了探索。 用傅立叶红外(FTIR)对聚合产物做了结构表征，结果表明VTES与环氧树脂发生了共聚，并且在聚合产物中引入了亲水基团—COO-，赋予环氧树脂亲水性；凝胶色谱(GPC)分析聚合产物的分子量及其分布，结果也证明了VTES已引入到环氧树脂分子中；聚合温度、引发剂用量、中和度等都会对聚合产物产生不同的影响。研究表明，温度为115℃、BPO用量为乙烯基单体用量的8～12％、VTES用量为单体用量的3～6％、中和度为70～90％时可得到最终转化率约为99％、接枝率约为41％、Mn、Mw分别约为7500～8500、17400～18500、粒径为100nm左右的稳定水分散体。 差示扫描量热分析(DSC)结果表明，有机硅链段的引入，水性环氧树脂聚合产物的玻璃化转变温度Tg由不含有机硅链段的84.0℃降为73.6℃。另外，DSC固化过程分析表明90左右、120℃左右都有固化放热峰，分别对应于环氧树脂与固化剂的交联固化和环氧树脂的自固化。热重分析(TGA)表明固化膜的热分解分为两个阶段，最大热失重速率温度tmax1、tmax2分别从不含有机硅链段的224℃、469.2℃提高到287.3℃、481.6℃，延缓了固化膜的热分解，残灰率ω由从不含有机硅链段的10.6％变为17.6％，提高了66.1％。改性后水性环氧树脂所得涂膜的耐水性、耐酸碱性、附着力、柔韧性等较不含有机硅链段的环氧树脂固化膜有不同程度提高。值得一提的是所制备的水性环氧在不外加固化剂时也可以仍可以自固化得到质量优异的涂膜。 本文对环氧树脂水分散体在抗静电方面的应用做了探索。将酶催化聚合的水溶性导电聚苯胺与环氧树脂水分散体、水性固化剂混合后固化成膜，测试膜的机械强度、耐水性、导电率等性能。结果表明，加入聚苯胺/PAAS配合物后，原来为绝缘体的环氧树脂水分散体具有一定的电导率，可以达到抗静电的水平，而且涂膜的柔韧性提高，附着力与不加聚苯胺没有明显降低，但是涂膜的耐水性、耐化学药品性降低。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章文献综述

第三章有机硅烷接枝环氧树脂水分体的合成与表征

第四章硅氧烷接枝环氧树脂水分散体的性能研究

第五章硅氧烷接枝环氧水分散体的固化

第六章抗静电水性环氧树脂研究初探

第七章结论与展望

参考文献

致谢