環(huán)氧樹脂涂料固化物具有良好的耐熱性、粘結(jié)性、電絕緣性和耐腐蝕性。環(huán)氧樹脂不溶于水,因而早期的環(huán)氧樹脂涂料體系主要是溶劑型環(huán)氧樹脂涂料,有機(jī)溶劑的大量使用不僅造成了嚴(yán)重的污染問題,同時也對威脅著從業(yè)人員的健康。隨著社會發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強(qiáng),溶劑型環(huán)氧樹脂涂料逐漸被水性環(huán)氧樹脂涂料取代。水性環(huán)氧樹脂乳液是制備雙組份水性環(huán)氧樹脂涂料的重要一環(huán),因此制備性能優(yōu)異的水性環(huán)氧樹脂乳液具有很高的經(jīng)濟(jì)價值和現(xiàn)實(shí)意義。本文以聚乙二醇、丁二酸酐、環(huán)氧樹脂為原料,四丁基溴化銨為催化劑合成了反應(yīng)型環(huán)氧樹脂乳化劑,然后采用相反轉(zhuǎn)法制備了水性環(huán)氧樹脂乳液;通過接枝反應(yīng),用硅烷偶聯(lián)劑對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性并與自制的水性環(huán)氧樹脂乳化劑形成改性水性環(huán)氧樹脂乳液;研究了乳液與胺類固化劑交聯(lián)成膜的固化性能。實(shí)驗(yàn)需要包括四部分:（1）通過預(yù)實(shí)驗(yàn)初步探索環(huán)氧樹脂、聚乙二醇和催化劑的選擇對乳液性能的影響,從而初步確立實(shí)驗(yàn)方案。（2）在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,繼續(xù)開展單因素實(shí)驗(yàn),確定了環(huán)氧樹脂和聚乙二醇的最佳選擇、乳化劑結(jié)構(gòu)、反應(yīng)溫度、催化劑用量、乳化劑用量和助溶劑用量等條件。通過傅里葉紅外光譜儀、激光粒度分析儀等儀器對乳化劑和乳液進(jìn)行了... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

第一代雙組份水性環(huán)氧樹脂體系

1緒論7圖1-5機(jī)械法乳化制備水性環(huán)氧樹脂乳液示意圖Figure1-5Schematicdrawingofwater-basedepoxyresinemulsionpreparedbymechanicalemulsification1.3.2相反轉(zhuǎn)法相反轉(zhuǎn)法[31]，即在外加乳化劑的作用下，通過劇烈的機(jī)械攪拌將水緩慢加入被乳化的樹脂中，從而使聚合物從原先的油包水（W/O）狀態(tài)反轉(zhuǎn)成為水包油（O/W）狀態(tài)，因此又可以將其稱為反轉(zhuǎn)乳化法[32]。相反轉(zhuǎn)法是獲取高分子樹脂乳液最常用、也是最為有效的方法之一[33,34]，利用該種方法可以將大部分高分子樹脂乳化成水性乳液[35]。相反轉(zhuǎn)是指多相體系中的連續(xù)相，在一定的外加條件下，實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的過程，例如使用相反轉(zhuǎn)法乳化環(huán)氧樹脂時，在油/水/乳化劑體系下，連續(xù)相由油相向水相轉(zhuǎn)變的過程中，乳化劑先和油相作用形成層狀液晶結(jié)構(gòu)，隨后轉(zhuǎn)變成被乳化劑包裹的O/D凝膠狀乳狀液結(jié)構(gòu)，最后被乳化成O/W型乳狀液。在形成D相結(jié)構(gòu)時，油相被分散成小液滴而無法聚集，因此最終得到的乳狀液粒徑較小[36]。

1緒論8圖1-6相反轉(zhuǎn)過程示意圖Figure1-6Reverseprocess相反轉(zhuǎn)法最大的特點(diǎn)是在相反轉(zhuǎn)過程中，體系中的連續(xù)相在達(dá)到相反轉(zhuǎn)點(diǎn)后，會發(fā)生很多性質(zhì)突變[37]：粘度降低、電導(dǎo)率升高、表面張力降低等。根據(jù)這一特點(diǎn)，可以判定相反轉(zhuǎn)點(diǎn)以及是否發(fā)生完全相反轉(zhuǎn)，在達(dá)到相反轉(zhuǎn)點(diǎn)之前，加水速度應(yīng)盡可能的慢（建議速率為2.5%/min），這樣得到的乳液粒徑會更小，相反轉(zhuǎn)過程完成后可以適當(dāng)增加加水速度以提高生產(chǎn)效率。相比于機(jī)械法制得的水性環(huán)氧樹脂乳液，相反轉(zhuǎn)法得到的水性環(huán)氧樹脂乳液的乳液粒徑孝乳液穩(wěn)定性高[38]，其中乳液粒徑約為1~2μm[39]。1.3.3化學(xué)改性法化學(xué)改性法又稱為自乳化法[40]。環(huán)氧樹脂分子鏈內(nèi)有許多活性基團(tuán)，根據(jù)此特點(diǎn)，通過醚化、酯化、接枝等反應(yīng)，將親水基團(tuán)（-COOH,-NH2等）或具有表面活性功能的分子鏈段接入到環(huán)氧樹脂鏈上，使其獲得自乳化性。將改性后的環(huán)氧樹脂加水乳化時，環(huán)氧樹脂鏈中疏水鏈段聚集成微粒，而親水性的基團(tuán)會分布在微粒表面，由于電荷的同性相斥作用，液滴之間不會粘結(jié)聚沉，因此環(huán)氧樹脂分子可以在水中分散開來，成為穩(wěn)定的水乳液[41]。化學(xué)改性法可以制得納米級的水性環(huán)氧樹脂乳液，相比外加乳化劑法，化學(xué)改性法制得的乳液粒徑更小，得到的乳液穩(wěn)定性也更好[42]，但其缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本相對較高，制備過程較為繁瑣，聚合反應(yīng)不易控制[43]。LiuM等[44]采用兩步法制備了水性環(huán)氧樹脂-丙烯酸共聚物，首先是辛酸與環(huán)氧樹脂在105℃下發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，兩者摩爾比為1:1.然后羧基與環(huán)氧基以1:1的摩爾比反應(yīng)，最后得到了端親水基的水性環(huán)氧-丙烯酸共聚物。RahmanO等[45]將水和乙二醇乙醚為混合溶劑溶解環(huán)氧樹脂，然后投入丙烯

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非離子水性環(huán)氧樹脂乳化劑及其乳液的制備與性能研究[J]. 姜仡鵬,郭純,陳倩雯,羅雨晴,張高文.  中國膠粘劑. 2019(07)
[2]反應(yīng)型乳化劑及其水性環(huán)氧涂料的制備和耐蝕性能[J]. 王娟,劉桐,趙海超,蒲吉斌,俞成丙,董建達(dá),周開河,方云輝.  表面技術(shù). 2018(12)
[3]水性環(huán)氧乳液的制備工藝優(yōu)化[J]. 楊紅濤,陸文明,周如東,吳盾,李文凱,移易.  涂層與防護(hù). 2018(07)
[4]Corrosion Resistance of Graphene-Reinforced Waterborne Epoxy Coatings[J]. Shuan Liu,Lin Gu,Haichao Zhao,Jianmin Chen,Haibin Yu.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(05)
[5]常溫自交聯(lián)型水性環(huán)氧樹脂納米乳液的研究進(jìn)展[J]. 袁騰,周闖,周健,黃家健,涂偉萍,楊卓鴻.  功能材料. 2016(03)
[6]相反轉(zhuǎn)法水性環(huán)氧樹脂的制備[J]. 李金鳳,劉立柱,張笑瑞.  化工進(jìn)展. 2015(09)
[7]磺酸鹽型反應(yīng)性環(huán)氧樹脂乳化劑的合成與表征[J]. 李豹,孫東成.  熱固性樹脂. 2015(03)
[8]我國防腐涂料研究開發(fā)的最新進(jìn)展[J]. 張存信.  新材料產(chǎn)業(yè). 2014(09)
[9]相反轉(zhuǎn)法合成一種水性環(huán)氧樹脂乳液的研究[J]. 黃四平.  應(yīng)用化工. 2014(06)
[10]相反轉(zhuǎn)法制備水性醇酸樹脂[J]. 鄭常杏,張愛黎,倪佳英,黎彥.  上海涂料. 2013(06)

博士論文
[1]環(huán)氧樹脂的相反轉(zhuǎn)乳化與水性環(huán)氧樹脂防腐涂料的研究[D]. 周立新.華南理工大學(xué) 2004

碩士論文
[1]地坪涂料用水性環(huán)氧樹脂乳液及其水性固化劑的合成研究[D]. 童快.武漢工程大學(xué) 2018
[2]水性環(huán)氧金屬防腐涂料的制備及性能研究[D]. 芮健靈.北京化工大學(xué) 2018
[3]有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂及其納米復(fù)合的研究[D]. 鄧勇宏.華南理工大學(xué) 2018
[4]單/雙組份水性環(huán)氧防腐涂料的制備工藝探究及性能評價[D]. 李季.天津大學(xué) 2017
[5]水性環(huán)氧樹脂的制備及其防腐性能研究[D]. 丁紀(jì)恒.南京理工大學(xué) 2016
[6]水性環(huán)氧樹脂乳液與固化劑的合成研究[D]. 范彩霞.武漢工程大學(xué) 2015
[7]水性環(huán)氧酯與丙烯酸酯樹脂雜化體的合成[D]. 王文芳.武漢工程大學(xué) 2015
[8]水性環(huán)氧樹脂固化劑的合成與性能研究[D]. 王心偉.青島大學(xué) 2013
[9]水性環(huán)氧樹脂復(fù)合物的研究[D]. 石建華.武漢理工大學(xué) 2012
[10]水性環(huán)氧樹脂合成的研究[D]. 孫戎.西安科技大學(xué) 2012



本文編號：3450714