本文關(guān)鍵詞：低接觸角水溶性硅鋼片漆超聲制備與性能研究

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【摘要】：硅鋼片漆是在硅鋼片表面起到絕緣保護(hù)作用的覆蓋漆,其性能優(yōu)劣對(duì)硅鋼片的應(yīng)用有著十分重要的影響,也直接影響著電機(jī)等設(shè)備的質(zhì)量和壽命。水溶性硅鋼片漆以水為溶劑,解決原有硅鋼片漆污染大、毒性高等問題;但降低了漆液對(duì)硅鋼片基材及無(wú)機(jī)填料的潤(rùn)濕性。本研究首先制備了水溶性聚酯樹脂,并以其為基體制備了水溶性硅鋼片漆;使用超聲波對(duì)水溶性硅鋼片漆及Ti O2半無(wú)機(jī)漆進(jìn)行處理,降低漆液的接觸角、提高漆液對(duì)基材的潤(rùn)濕性;使用甘氨酸改性Si O2以提高水溶性漆對(duì)無(wú)機(jī)填料的潤(rùn)濕性。在硅鋼片漆用水溶性聚酯樹脂的制備研究中,系統(tǒng)分析了原料種類、配比對(duì)聚酯樹脂及硅鋼片漆性能的影響,確定了聚酯樹脂的配方;通過(guò)探討偏苯三酸酐反應(yīng)時(shí)間和二羥甲基丙酸用量對(duì)聚酯水溶性和硅鋼片漆性能的影響,確定了聚酯樹脂合成工藝,并得到最佳配方。使用核磁碳譜(13C-NMR)和紅外光譜(FT-IR)對(duì)制得的聚酯樹脂進(jìn)行表征,表明聚酯樹脂具有較高支化度,具有以酯基和苯環(huán)形成的主鏈及羥基為主的側(cè)基結(jié)構(gòu)。以最佳配方、工藝制備的水溶性聚酯樹脂為基體,氨基樹脂為固化劑,制備水溶性硅鋼片漆。通過(guò)分析氨基樹脂用量對(duì)硅鋼片漆的機(jī)械、絕緣等性能的影響,確定了氨基樹脂的最佳用量為聚酯樹脂質(zhì)量的20 wt%。凝膠色譜(GPC)結(jié)果揭示了超聲波空化作用產(chǎn)生的高溫高壓使聚酯樹脂分子鏈段發(fā)生分解、重組并分級(jí),硅鋼片漆性能沒有受到影響,同時(shí)硅鋼片漆接觸角從26.5o降低至13.6o,降低了48.7%。原子力顯微鏡測(cè)試(AFM)測(cè)試表明超聲波產(chǎn)生的低分子可以改善漆膜表面的粗糙度,其漆膜粗糙度從6.51 nm降低至3.77 nm。以Ti O2作為無(wú)機(jī)填料制備了半無(wú)機(jī)硅鋼片漆,通過(guò)對(duì)漆液、漆膜性能及SEM分析,確定Ti O2粉體的最佳用量為聚酯樹脂質(zhì)量的40 wt.%。使用超聲波在聚酯漆液中分散Ti O2粉體5 h,半無(wú)機(jī)漆液的接觸角為7.9o,相比未經(jīng)超聲波處理漆液降低了79.03%,同時(shí)硅鋼片漆絕緣性能相比未使用超聲波的漆液提高明顯。樹脂固化監(jiān)測(cè)(DEA)測(cè)試發(fā)現(xiàn),Ti O2粉體所固有的光催化作用提高了硅鋼片漆的固化速度。透射電子顯微鏡(TEM)觀察發(fā)現(xiàn),聚酯樹脂在超聲波作用下,不僅可以發(fā)生分子鏈段的分解和重組,同時(shí)也可以對(duì)Ti O2粒子進(jìn)行物理包覆,在Ti O2粒子外層形成一個(gè)聚酯的吸附層。本研究還用甘氨酸改性納米Si O2粉體作為填料制備聚酯樹脂基半無(wú)機(jī)硅鋼片漆。探討了甘氨酸改性Si O2粉體的方法,并使用FT-IR、X-射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)及TEM對(duì)改性后粉體進(jìn)行表征,闡明了甘氨酸對(duì)Si O2粉體的接枝機(jī)理。對(duì)不同改性方式制備的硅鋼片漆性能進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,甘氨酸改性Si O2粉體與聚酯樹脂具有更好相容性,水溶性漆與無(wú)機(jī)粉體的潤(rùn)濕性得到改善,并使硅鋼片漆性能得到增強(qiáng),其增強(qiáng)機(jī)制為甘氨酸改性后粉體團(tuán)聚減少,與聚酯樹脂潤(rùn)濕性提升,通過(guò)熱失重分析(TGA)表明,甘氨酸改性Si O2后硅鋼片漆熱穩(wěn)定性提高。
【關(guān)鍵詞】：水溶性聚酯 硅鋼片漆 低接觸角 Si O2 甘氨酸
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ630.1;TB559
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 第1章 緒論18-30
• 1.1 硅鋼片及硅鋼片漆18-19
• 1.2 水溶性聚脂樹脂19-22
• 1.2.1 羧基型水溶性聚酯樹脂20-21
• 1.2.2 磺酸鹽型水溶性聚酯樹脂21-22
• 1.3 超聲波對(duì)聚合物的影響22-23
• 1.3.1 聚合物的超聲波降解反應(yīng)22-23
• 1.3.2 聚合物的超聲波合成反應(yīng)23
• 1.4 超聲波輔助制備聚合物基復(fù)合材料23-26
• 1.4.1 超聲波輔助無(wú)機(jī)粉體分散23-25
• 1.4.2 超聲波輔助聚合物/粉體成鍵25-26
• 1.5 無(wú)機(jī)粉體改性26-28
• 1.5.1 無(wú)機(jī)粉體硅烷偶聯(lián)劑改性26-27
• 1.5.2 無(wú)機(jī)粉體接枝改性27-28
• 1.6 本論文選題意義及主要研究?jī)?nèi)容28-30
• 1.6.1 選題意義28
• 1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容28-30
• 第2章 水溶性聚酯樹脂的研制30-60
• 2.1 引言30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-34
• 2.2.1 原料31-32
• 2.2.2 水溶性聚酯合成32
• 2.2.3 水溶性硅鋼片漆的制備32
• 2.2.4 硅鋼片漆的涂覆與烘制32
• 2.2.5 表征方法32-34
• 2.3 水溶性聚酯樹脂原料種類選擇34-43
• 2.3.1 二元酸種類選擇34-38
• 2.3.2 二元醇種類選擇38-43
• 2.4 水溶性聚酯樹脂原料配比43-50
• 2.4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)43-47
• 2.4.2 樹脂水溶性正交分析47-48
• 2.4.3 漆液凝膠化時(shí)間正交分析48-49
• 2.4.4 漆膜硬度正交分析49-50
• 2.5 偏苯三酸酐反應(yīng)時(shí)間分析50-53
• 2.5.1 偏苯三酸酐反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚酯樹脂的影響51-52
• 2.5.2 偏苯三酸酐反應(yīng)時(shí)間對(duì)硅鋼片漆性能的影響52-53
• 2.6 DMPA用量分析53-57
• 2.6.1 DMPA用量對(duì)聚酯樹脂的影響54-55
• 2.6.2 DMPA用量對(duì)硅鋼片漆性能的影響55-57
• 2.7 水溶性聚酯樹脂結(jié)構(gòu)表征57-59
• 2.7.1 ~(13)C-NMR表征57-58
• 2.7.2 FT-IR表征58-59
• 2.8 本章小結(jié)59-60
• 第3章 低接觸角水溶性聚酯硅鋼片漆的研制60-78
• 3.1 引言60
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分60-61
• 3.2.1 原料60-61
• 3.2.2 硅鋼片漆的制備、涂覆與烘制61
• 3.2.3 表征方法61
• 3.3 氨基樹脂用量對(duì)硅鋼片漆的影響61-66
• 3.3.1 硅鋼片漆性能分析62-63
• 3.3.2 TGA分析63-64
• 3.3.3 DEA分析64-66
• 3.4 超聲波對(duì)聚酯樹脂的影響66-70
• 3.4.1 聚酯樹脂結(jié)構(gòu)分析66-67
• 3.4.2 聚酯樹脂分子量分析67-69
• 3.4.3 聚脂樹脂Tg分析69
• 3.4.4 超聲波改性聚脂樹脂微觀機(jī)制69-70
• 3.5 超聲波對(duì)硅鋼片漆的影響70-77
• 3.5.1 漆液接觸角分析70-72
• 3.5.2 硅鋼片漆性能分析72-73
• 3.5.3 DEA分析73-75
• 3.5.4 TGA分析75-76
• 3.5.5 AMF分析76-77
• 3.6 本章小結(jié)77-78
• 第4章 低接觸角Ti O_2/水溶性聚酯半無(wú)機(jī)硅鋼片漆78-94
• 4.1 引言78
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分78-79
• 4.2.1 原料78-79
• 4.2.2 機(jī)械法制備Ti O_2/水溶性聚酯半無(wú)機(jī)硅鋼片漆79
• 4.2.3 超聲法制備Ti O_2/水溶性聚酯半無(wú)機(jī)硅鋼片漆79
• 4.2.4 硅鋼片漆的涂覆與烘制79
• 4.2.5 表征方法79
• 4.3 Ti O_2用量對(duì)硅鋼片漆的影響79-83
• 4.3.1 硅鋼片漆性能分析80-81
• 4.3.2 SEM分析81-82
• 4.3.3 TGA分析82-83
• 4.4 超聲波分散時(shí)間對(duì)硅鋼片漆的影響83-93
• 4.4.1 接觸角分析83-86
• 4.4.2 硅鋼片漆性能分析86-89
• 4.4.3 DEA分析89-91
• 4.4.4 TGA分析91-92
• 4.4.5 超聲波分散Ti O_2/聚酯半無(wú)機(jī)漆機(jī)理分析92-93
• 4.5 本章小結(jié)93-94
• 第5章 改性Si O_2/水溶性聚酯半無(wú)機(jī)硅鋼片漆94-113
• 5.1 引言94
• 5.2 實(shí)驗(yàn)94-95
• 5.2.1 原料94-95
• 5.2.2 Si O_2改性工藝95
• 5.2.3 水溶性半無(wú)機(jī)硅鋼片漆的制備95
• 5.2.4 硅鋼片漆的涂覆與烘制95
• 5.2.5 表征方法95
• 5.3 Si O_2改性方法分析95-102
• 5.3.1 超聲波分散時(shí)間的分析96-97
• 5.3.2 KH550用量的分析97-98
• 5.3.3 KH550改性時(shí)間的分析98-99
• 5.3.4 甘氨酸接枝溫度的分析99-100
• 5.3.5 甘氨酸接枝時(shí)間的分析100-102
• 5.4 改性Si O_2的表征102-106
• 5.4.1 FT-IR及XRD表征102-103
• 5.4.2 XPS表征103-104
• 5.4.3 TEM表征104-106
• 5.5 改性方法對(duì)Si O_2/聚酯硅鋼片漆性能影響106-112
• 5.5.1 SEM分析106-108
• 5.5.2 硅鋼片漆性能分析108-109
• 5.5.3 DEA分析109-111
• 5.5.4 TGA分析111-112
• 5.6 本章小結(jié)112-113
• 結(jié)論113-114
• 參考文獻(xiàn)114-127
• 附錄127-128
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文128-129
• 致謝129

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本文編號(hào)：1027268