涂料用耐腐蝕水性樹脂的制備及性能研究
發(fā)布時間:2022-01-22 02:49
金屬腐蝕會造成巨大經(jīng)濟損失和安全隱患,研究有效的金屬防腐蝕方法具有重要的現(xiàn)實意義。金屬防腐方法有很多,其中涂料涂層防腐蝕是最經(jīng)濟、實用且有效的方法。傳統(tǒng)防腐涂料用樹脂,大多為溶劑型,在生產(chǎn)、使用過程中,都會有揮發(fā)性有機物(VOC)排出,對環(huán)境造成污染、對施工者和使用者的身體造成傷害。隨著人們環(huán)保意識及環(huán)保要求的日益加強,降低VOC含量成為亟待解決的問題。眾多解決方案中,將傳統(tǒng)溶劑型涂料水性化是最實用有效的方法,水性涂料以水作為分散介質(zhì),可以做到基本零VOC排放,從而不對環(huán)境造成影響。針對涂料用水性耐腐蝕樹脂的性能要求,結(jié)合環(huán)氧樹脂與聚氨酯樹脂的性能特點,進行了目標(biāo)分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計,并據(jù)此進行了聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的合成方案設(shè)計,通過實驗優(yōu)化了水性樹脂制備工藝,得到了穩(wěn)定性良好的自乳化乳液:以羧酸鹽及醚鍵為親水基團,通過異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)引入聚氨酯鏈段,利用環(huán)氧樹脂鏈段進行固化成膜。通過對乳液穩(wěn)定性,成膜物柔韌性、硬度、附著力、熱穩(wěn)定性、耐水性、耐酸堿鹽性等性能分析,綜合考慮各項性能得出最佳合成工藝方案:1)將DMBA與IPDI按其摩爾比為0.5加入帶有冷凝管、溫度計、攪拌器...
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.3環(huán)氧樹脂E-44?FT-IR曲線??Fig.3.3?FT-IR?curve?of?epoxy?E-44??
留未反應(yīng)的伯醇;在95501^出現(xiàn)了接基特征吸收峰,說明DMPA參與反應(yīng),分子鏈段??中引入了羧基;1107cm4處出現(xiàn)聚醚的強特征吸收峰,說明聚乙二醇成功引入到分子鏈??段上。圖3.4中913〇1^和830cnf1處環(huán)氧基特征吸收峰依然存在,在913cm“稍有減弱,??但是在2130cm—1處并沒有出現(xiàn)噁唑烷酮的特征吸收峰,表明在該反應(yīng)條件下-NC0并沒??有和環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng),而環(huán)氧基可能是加入成鹽劑三乙胺后,環(huán)氧基在三乙胺催化作用??下部分與羥基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)導(dǎo)致913〇^處環(huán)氧特征吸收峰有所減弱。綜上所述產(chǎn)物按??照分子設(shè)計思路,實現(xiàn)了引入聚氨酯的特征基團氨基甲酸酯鍵,引入了羧基、羥基、醚??鍵等親水基團,并保留了環(huán)氧樹脂特性基團環(huán)氧基,因此預(yù)期產(chǎn)物結(jié)構(gòu)被成功合成。??1?/I?I?!?[M?i。椋椋?i??■?/?1?■?11?m??^?i?/?If1?ill??r?\?/?['3?;!ii??i?\?/?si?M??^?-?V?\?X?!?\955??H?-?A、?1718?j?\??'?I?\??-?3406?833??■?八??1250?ii〇7??4000?3500?3000?2500?2000?1500?1000?500??Wavenumbers/cm'1??圖3.4水性樹脂FT-IR曲線??Fig.3.4?FT-IR?curve?of?wterbome?resin??3.6.2透射電鏡觀察??將合成乳液進行電鏡分析,所得電鏡圖片如圖3.5所示:??25??
圖3.5水性樹脂乳液透射電鏡圖片??Fig.?3.5?Waterborne?resin?emulsion?transmission?electron?microscope?picture??由圖3.5可以看出合成的水性環(huán)氧樹脂粒徑分布較均勻,粒子形態(tài)都呈比較規(guī)整的??球形,呈現(xiàn)出一種穩(wěn)定分散液狀態(tài)。這是因為改性過的樹脂中引入了羧基、醚鍵等親水??性基團,樹脂乳化過程中疏水鏈段聚集一起,形成集聚微粒,內(nèi)部為疏水鏈段,外部為??親水鏈段,在靜電力以及表面張力的作用下表現(xiàn)為球狀,微粒間互相排斥,使得微粒穩(wěn)??定地分散于水中,從而形成分散粒徑較小的穩(wěn)定的分散液。??3.?6.?3乳液粒徑及粒徑分布測試??在最優(yōu)的條件下制得的產(chǎn)物粒徑及粒徑分布圖如圖3.6所示,測試結(jié)果表明乳液粒??徑分布較窄,平均粒徑為l〇2.82nm,說明乳液粒徑小且粒徑分布均勻(與3.6.2節(jié)中電??鏡觀察結(jié)果相符合)。??100-?一一^??-??80-?/?-??/?'?5??^?60-?/?-二_??這????二??■?/?v???g?4。-?/????s??2〇?-?,/?\?_??J?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]環(huán)氧樹脂水性化制備技術(shù)及防腐性能研究進展[J]. 吳楊敏,周升國,盧光明,趙文杰. 表面技術(shù). 2017(11)
[2]聚氨酯改性環(huán)氧膠粘劑的制備與研究[J]. 許愿. 粘接. 2017(07)
[3]防腐涂料的研究進展[J]. 劉永超,趙雄燕,王鑫,耿耀宗. 化工新型材料. 2016(04)
[4]水性防腐涂料研究進展[J]. 陳昊,吳夢奇,李杰飛,秦剛,何小芳. 涂料工業(yè). 2016(02)
[5]水性環(huán)氧樹脂的研究進展[J]. 柯志剛,易昌鳳,徐祖順,胡曉熙,王蕓,石海信. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2015(08)
[6]水性環(huán)氧樹脂涂料研究與應(yīng)用進展[J]. 牛凱輝,宋偉強,謝寶粘,吳龍超. 廣州化工. 2015(13)
[7]聚氨酯環(huán)保涂料創(chuàng)新?lián)Q代 鋪就涂企低碳減排之路[J]. 肖軍. 聚氨酯. 2014 (12)
[8]熱帶海島地區(qū)高熱反射涂料的需求分析[J]. 李燕梅,趙永飛,張存信. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2014(01)
[9]鐵道車輛縫隙腐蝕和腐蝕控制[J]. 汪金奇. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2013(08)
[10]反應(yīng)型環(huán)氧樹脂固化劑的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 梁瑋,張林. 化學(xué)與黏合. 2013(01)
博士論文
[1]環(huán)境友好型水性防腐涂料的性能與耐蝕機理研究[D]. 劉敏.武漢大學(xué) 2013
碩士論文
[1]水性環(huán)氧樹脂體系的制備與研究[D]. 李晉.北京化工大學(xué) 2014
[2]水性環(huán)氧樹脂的制備與性能研究[D]. 郭翠.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[3]新型水性金屬防腐蝕涂料的研制[D]. 夏中高.揚州大學(xué) 2013
[4]帶銹涂裝對環(huán)氧涂層防腐性能的影響[D]. 游仲.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[5]水性金屬防腐蝕涂料的研制及功能化[D]. 鐘濤.揚州大學(xué) 2012
[6]水性環(huán)氧樹脂的合成及性能研究[D]. 毛小鳳.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[7]纖維素基天然高分子的水性化及微觀結(jié)構(gòu)與自組裝行為研究[D]. 蔣吉磊.陜西科技大學(xué) 2012
[8]片狀無機富鋅涂料的制備和性能研究[D]. 張曾生.北京化工大學(xué) 2007
[9]有機硅改性環(huán)氧樹脂增韌研究及其在涂料中的應(yīng)用[D]. 楊銳.中北大學(xué) 2007
本文編號:3601418
【文章來源】:西華大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.3環(huán)氧樹脂E-44?FT-IR曲線??Fig.3.3?FT-IR?curve?of?epoxy?E-44??
留未反應(yīng)的伯醇;在95501^出現(xiàn)了接基特征吸收峰,說明DMPA參與反應(yīng),分子鏈段??中引入了羧基;1107cm4處出現(xiàn)聚醚的強特征吸收峰,說明聚乙二醇成功引入到分子鏈??段上。圖3.4中913〇1^和830cnf1處環(huán)氧基特征吸收峰依然存在,在913cm“稍有減弱,??但是在2130cm—1處并沒有出現(xiàn)噁唑烷酮的特征吸收峰,表明在該反應(yīng)條件下-NC0并沒??有和環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng),而環(huán)氧基可能是加入成鹽劑三乙胺后,環(huán)氧基在三乙胺催化作用??下部分與羥基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)導(dǎo)致913〇^處環(huán)氧特征吸收峰有所減弱。綜上所述產(chǎn)物按??照分子設(shè)計思路,實現(xiàn)了引入聚氨酯的特征基團氨基甲酸酯鍵,引入了羧基、羥基、醚??鍵等親水基團,并保留了環(huán)氧樹脂特性基團環(huán)氧基,因此預(yù)期產(chǎn)物結(jié)構(gòu)被成功合成。??1?/I?I?!?[M?i。椋椋?i??■?/?1?■?11?m??^?i?/?If1?ill??r?\?/?['3?;!ii??i?\?/?si?M??^?-?V?\?X?!?\955??H?-?A、?1718?j?\??'?I?\??-?3406?833??■?八??1250?ii〇7??4000?3500?3000?2500?2000?1500?1000?500??Wavenumbers/cm'1??圖3.4水性樹脂FT-IR曲線??Fig.3.4?FT-IR?curve?of?wterbome?resin??3.6.2透射電鏡觀察??將合成乳液進行電鏡分析,所得電鏡圖片如圖3.5所示:??25??
圖3.5水性樹脂乳液透射電鏡圖片??Fig.?3.5?Waterborne?resin?emulsion?transmission?electron?microscope?picture??由圖3.5可以看出合成的水性環(huán)氧樹脂粒徑分布較均勻,粒子形態(tài)都呈比較規(guī)整的??球形,呈現(xiàn)出一種穩(wěn)定分散液狀態(tài)。這是因為改性過的樹脂中引入了羧基、醚鍵等親水??性基團,樹脂乳化過程中疏水鏈段聚集一起,形成集聚微粒,內(nèi)部為疏水鏈段,外部為??親水鏈段,在靜電力以及表面張力的作用下表現(xiàn)為球狀,微粒間互相排斥,使得微粒穩(wěn)??定地分散于水中,從而形成分散粒徑較小的穩(wěn)定的分散液。??3.?6.?3乳液粒徑及粒徑分布測試??在最優(yōu)的條件下制得的產(chǎn)物粒徑及粒徑分布圖如圖3.6所示,測試結(jié)果表明乳液粒??徑分布較窄,平均粒徑為l〇2.82nm,說明乳液粒徑小且粒徑分布均勻(與3.6.2節(jié)中電??鏡觀察結(jié)果相符合)。??100-?一一^??-??80-?/?-??/?'?5??^?60-?/?-二_??這????二??■?/?v???g?4。-?/????s??2〇?-?,/?\?_??J?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]環(huán)氧樹脂水性化制備技術(shù)及防腐性能研究進展[J]. 吳楊敏,周升國,盧光明,趙文杰. 表面技術(shù). 2017(11)
[2]聚氨酯改性環(huán)氧膠粘劑的制備與研究[J]. 許愿. 粘接. 2017(07)
[3]防腐涂料的研究進展[J]. 劉永超,趙雄燕,王鑫,耿耀宗. 化工新型材料. 2016(04)
[4]水性防腐涂料研究進展[J]. 陳昊,吳夢奇,李杰飛,秦剛,何小芳. 涂料工業(yè). 2016(02)
[5]水性環(huán)氧樹脂的研究進展[J]. 柯志剛,易昌鳳,徐祖順,胡曉熙,王蕓,石海信. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2015(08)
[6]水性環(huán)氧樹脂涂料研究與應(yīng)用進展[J]. 牛凱輝,宋偉強,謝寶粘,吳龍超. 廣州化工. 2015(13)
[7]聚氨酯環(huán)保涂料創(chuàng)新?lián)Q代 鋪就涂企低碳減排之路[J]. 肖軍. 聚氨酯. 2014 (12)
[8]熱帶海島地區(qū)高熱反射涂料的需求分析[J]. 李燕梅,趙永飛,張存信. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2014(01)
[9]鐵道車輛縫隙腐蝕和腐蝕控制[J]. 汪金奇. 現(xiàn)代涂料與涂裝. 2013(08)
[10]反應(yīng)型環(huán)氧樹脂固化劑的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 梁瑋,張林. 化學(xué)與黏合. 2013(01)
博士論文
[1]環(huán)境友好型水性防腐涂料的性能與耐蝕機理研究[D]. 劉敏.武漢大學(xué) 2013
碩士論文
[1]水性環(huán)氧樹脂體系的制備與研究[D]. 李晉.北京化工大學(xué) 2014
[2]水性環(huán)氧樹脂的制備與性能研究[D]. 郭翠.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[3]新型水性金屬防腐蝕涂料的研制[D]. 夏中高.揚州大學(xué) 2013
[4]帶銹涂裝對環(huán)氧涂層防腐性能的影響[D]. 游仲.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[5]水性金屬防腐蝕涂料的研制及功能化[D]. 鐘濤.揚州大學(xué) 2012
[6]水性環(huán)氧樹脂的合成及性能研究[D]. 毛小鳳.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[7]纖維素基天然高分子的水性化及微觀結(jié)構(gòu)與自組裝行為研究[D]. 蔣吉磊.陜西科技大學(xué) 2012
[8]片狀無機富鋅涂料的制備和性能研究[D]. 張曾生.北京化工大學(xué) 2007
[9]有機硅改性環(huán)氧樹脂增韌研究及其在涂料中的應(yīng)用[D]. 楊銳.中北大學(xué) 2007
本文編號:3601418
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