室溫固化水性環(huán)氧-丙烯酸酯樹(shù)脂的制備研究.pdf

1、隨著對(duì)環(huán)保型水性涂料的需求的增加，水性環(huán)氧樹(shù)脂的研究受到廣泛關(guān)注。兼具環(huán)氧和聚丙烯酸酯的優(yōu)異性能、在水中分散穩(wěn)定、而且可以在成膜中室溫固化的水性環(huán)氧/丙烯酸酯樹(shù)脂，對(duì)高性能水性涂料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，具有重要價(jià)值。本文首先制備了含有不飽和雙鍵的環(huán)氧酯，然后用丙烯酸酯單體對(duì)其進(jìn)行接枝，采用自乳化法，制備了穩(wěn)定的水分散體，在系統(tǒng)優(yōu)化制備條件以及各種單體和功能助劑等組成參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)成膜中的氧化交聯(lián)以及氧化/酮-肼雙重交聯(lián)體系設(shè)計(jì)，得到了性能優(yōu)異

2、的表面涂層材料。本文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1、以四丁基溴化銨為催化劑，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂與亞麻酸在本體熔融條件下的開(kāi)環(huán)酯化反應(yīng)，制備含不飽和雙鍵的環(huán)氧酯。對(duì)反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)反應(yīng)過(guò)程中酸值的變化進(jìn)行了跟蹤測(cè)試。在環(huán)氧樹(shù)脂與脂肪酸按照環(huán)氧基團(tuán)與羧基等當(dāng)量進(jìn)行反應(yīng)，催化劑用量為1％，反應(yīng)3h時(shí)，可以得到預(yù)期產(chǎn)物，并對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)進(jìn)行了表征。
　　2、通過(guò)合成的環(huán)氧酯與丙烯酸酯單體的自由基反應(yīng)，制備了

3、不飽和環(huán)氧酯接枝丙烯酸酯樹(shù)脂(E-PA)。在接枝反應(yīng)中適量引入親水性單體丙烯酸，使樹(shù)脂可以通過(guò)中和-后分散的方式，在水中實(shí)現(xiàn)自乳化。利用動(dòng)態(tài)光散射(DLS)對(duì)自乳化乳液粒徑及分布進(jìn)行測(cè)試。采用透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)分散粒子形態(tài)進(jìn)行了表征。用FTIR對(duì)接枝反應(yīng)前后、成膜過(guò)程中結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，確定了接枝反應(yīng)結(jié)構(gòu)和樹(shù)脂成膜中的雙鍵氧化交聯(lián)過(guò)程。以上述表征為基礎(chǔ)，結(jié)合差示掃描量熱(DSC)、熱失重分析(TGA)以及成膜各項(xiàng)性能的綜合表征，系統(tǒng)

4、研究了引發(fā)劑用量、反應(yīng)時(shí)間、單體用量、單體滴加時(shí)間、丙烯酸比例、中和度、不同環(huán)氧樹(shù)脂以及成膜中催干劑用量等對(duì)乳液及涂膜性能的影響。通過(guò)對(duì)合成和組成條件的優(yōu)化，可以得到室溫自交聯(lián)涂膜，耐水性在50d以上，并具有一定抗腐蝕性能的涂膜。
　　3、為了進(jìn)一步縮短成膜固化時(shí)間，提升涂膜的性能，在上述(E-PA)的制備中，引入功能單體雙丙酮丙烯酰胺（DAAM）與丙烯酸酯共聚接枝，并在中和中引入適量己二酸二酰肼(ADH)，形成一釜雙組分水性樹(shù)脂

5、體系。對(duì)DAAM的加入量對(duì)乳液粒徑以及穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了研究，對(duì)樹(shù)脂成膜后的吸水率、硬度、耐腐蝕性、拉伸性能進(jìn)行了表征。發(fā)現(xiàn)通過(guò)不飽和雙鍵的氧化交聯(lián)和DAAM-ADH酮肼交聯(lián)所形成雙重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，乳膠膜的性能得到顯著提升，固化時(shí)間縮短。
　　4、對(duì)水性樹(shù)脂的組成設(shè)計(jì)開(kāi)展了進(jìn)一步的研究，分別以烷氧基硅烷A-151和丙烯酸羥乙酯(HEA)對(duì)E-PA樹(shù)脂進(jìn)行改性，并對(duì)改性劑用量對(duì)乳液和乳膠膜的各項(xiàng)性能的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，隨著不同改