【摘要】：環(huán)氧樹脂具有優(yōu)秀的附著力、耐熱性、耐化學(xué)品性、絕緣性與機(jī)械強(qiáng)度等性能,因此其在防腐涂料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂涂料以有機(jī)溶劑體系為主,制備和使用過程中會(huì)釋放大量的可揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs),是有機(jī)二次氣凝膠和PM2.5的形成的重要原因,影響人們身體健康。以綠色環(huán)保的水為分散介質(zhì),制備水性環(huán)氧防腐涂料已成為環(huán)氧樹脂涂料發(fā)展的必然趨勢。本論文采用細(xì)乳液聚合法,將聚丙烯酸酯引入到環(huán)氧樹脂體系中,制備了聚丙烯酸酯/環(huán)氧樹脂雜化乳液,解決了環(huán)氧樹脂韌性差的技術(shù)問題,并基于丙烯酸酯單體對(duì)環(huán)氧樹脂的溶解和降粘作用,改善其在乳液合成中的穩(wěn)定性。另外,本論文合成了一種與環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)類似的非離子型乳化劑,并采用相反轉(zhuǎn)法制備了一種環(huán)氧樹脂乳液,其環(huán)氧樹脂含量可達(dá)100%。該非離子型乳化劑對(duì)E51、E44、E20等不同環(huán)氧樹脂的乳化具有很好的普適性。以所制備的環(huán)氧樹脂乳液為成膜物,研究了水性環(huán)氧樹脂防腐涂料的清漆和色漆制備工藝,并系統(tǒng)評(píng)價(jià)了涂層的韌性、耐介質(zhì)、防腐等性能。主要研究內(nèi)容如下:1、將環(huán)氧樹脂與丙烯酸酯類單體混合后進(jìn)行均質(zhì),再使用氧化還原引發(fā)劑引發(fā)丙烯酸酯類單體聚合,最終得到聚丙烯酸酯/環(huán)氧樹脂雜化乳液。通過多種表征手段如紅外、動(dòng)態(tài)光散射、透射電鏡等,研究了乳化泵運(yùn)行功率與時(shí)間、引發(fā)劑的加入量、pH值與乳化劑對(duì)乳液粒徑與穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,乳液聚合后聚丙烯酸酯與環(huán)氧樹脂形成了球形粒子;不同的乳化工藝對(duì)最后乳液性能有較大影響。2、使用固體酸作為催化劑,在較低溫度下合成了以聚乙二醇、馬來酸酐和環(huán)氧樹脂為原料的非離子型環(huán)氧樹脂乳化劑。使用液相凝膠色譜、紅外、酸值滴定等表征手段,研究了反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)程度的影響、固體酸的催化效果。結(jié)果表明,固體酸作為催化劑能夠顯著加快反應(yīng)速度;固體酸能夠有效地控制產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。3、使用上述自制非離子型環(huán)氧樹脂乳化劑作為乳化劑,通過相反轉(zhuǎn)法乳化雙酚A型環(huán)氧樹脂,得到一系列不同非離子乳化劑的水性高固含環(huán)氧乳液。通過動(dòng)態(tài)光散射等手段,研究了非離子型環(huán)氧樹脂乳化劑原料與加入量、溶劑含量、陰離子乳化劑含量對(duì)粒徑與乳液的放置穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,在加入量控制在5%時(shí),得到能夠穩(wěn)定存儲(chǔ),粒徑在400～500 nm的乳液。4、使用上述水性高固含環(huán)氧乳液為基體樹脂,制備了防腐清漆涂料與防腐色漆涂料。加入固化劑固化后得到對(duì)應(yīng)的防腐涂層。研究了清漆涂層與色漆涂層的耐介質(zhì)性、耐鹽霧性與物理機(jī)械性能;并且研究了色漆中顏基比對(duì)色漆涂層耐鹽霧性的影響;通過電化學(xué)阻抗譜(EIS)表征了清漆涂層與色漆涂層的防腐性能。結(jié)果表明以上述水性高固含環(huán)氧乳液外加固化劑制備的涂層具有優(yōu)良的附著力、抗彎曲性、抗沖擊性與鉛筆硬度。色漆涂層耐鹽霧時(shí)間在800小時(shí)以上,耐水2000小時(shí)以上;清漆涂層耐鹽霧時(shí)間在2000小時(shí)以上。并且隨著顏基比的提高色漆涂層的耐鹽霧性得到顯著提升。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ637
【圖文】：

反應(yīng)時(shí)間／ｍｉｎ逡逑圖１－２細(xì)乳液聚合苯乙烯動(dòng)力學(xué)曲線［５３］逡逑Ｆｉｇ邋１－２邋ｋｉｎｅｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎ邋ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｓｔｙｒｅｎｅ逡逑聚合的動(dòng)力學(xué)過程大致為三個(gè)階段：第一階段，引發(fā)劑分解形成自由液滴后液滴形成乳膠粒，乳膠粒隨著時(shí)間的推移數(shù)目不斷增加，Ｒｐ隨之增大值。第二階段，乳液中的成核過程繼續(xù)發(fā)生，但成核速率降低，體系低，從而Ｒｐ隨之減小。隨著乳膠粒數(shù)目增大，ＲＰ會(huì)有所增加，所以斜率減小。第三階段，乳膠粒內(nèi)部黏度增大，發(fā)生凝膠效應(yīng)導(dǎo)致ＲＰ有，隨著反應(yīng)繼續(xù)，體系中單體濃度繼續(xù)降低，ＲＰ繼續(xù)下降直至反應(yīng)結(jié)主要研究內(nèi)容和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)逡逑通過細(xì)乳液聚合，使聚丙烯酸酯與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，制備了聚丙烯酸酯／環(huán)液，解決了環(huán)氧樹脂韌性差的技術(shù)問題，并基于丙烯酸酯單體對(duì)環(huán)氧樹粘作用，改善其在乳液合成中的穩(wěn)定性。另外，本論文合成了一種與環(huán)一

攪拌３０邋ｍｉｎ后打開出料閥，使混合液流入乳化泵。設(shè)定乳化泵乳化功率與逡逑乳化時(shí)間后啟動(dòng)乳化泵。待達(dá)到乳化時(shí)間后即得到丙烯酸酯／環(huán)氧樹脂雜化預(yù)乳液。實(shí)逡逑驗(yàn)裝置如圖２－１所示。逡逑１３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2728548