朱芳[1]2004年在《常温固化水性环氧涂料的研究》文中研究表明随着人们环保意识的增强，溶剂型涂料的使用范围日益受到限制，而水性涂料具有环境污染低、无火灾隐患等优点而越来越受到重视。其中水性环氧涂料，特别是常温固化的水性环氧涂料是取得的重要成果之一，其性能已可达到与溶剂型涂料相媲美的水平。 国外已经研究和开发了很多新的常温固化的水性环氧涂料，而国内这方面的研究还比较少，几乎未见到相关的研究报道。 本文在总结文献的基础上自行开发了一种新型的常温固化的水性环氧涂料，由水性环氧乳液和水性环氧固化剂两个组分组成，其特征在于水性环氧乳液是由化学改性自乳化法制得，并且由至少含有一种聚醚多胺的有机胺改性环氧树脂的方法合成乳液，该乳液具有很好的贮存稳定性：本项目固化剂采用聚酰多胺改性环氧树脂，因而与水性环氧树脂乳液具有很好的相容性。 常温固化水性环氧乳液和水性环氧固化剂复配即可制成常温固化水性环氧涂料，该涂料具有良好的稳定性，同时具有很好的物理化学性能。
王晓莹[2]2011年在《单组份常温固化水性环氧树脂乳液的制备与性能研究》文中提出环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐化学试剂性能和粘结性能等特点,因此被广泛应用于各个领域。但常用的溶剂型环氧树脂由于高有机挥发物(VOC)含量而难以达到人们对绿色环保的要求,所以研究开发水性环氧树脂具有极其广泛的应用前景。本文采用不饱和脂肪酸对环氧树脂进行改性制备了环氧酯,并通过接枝法进一步引入了丙烯酸类单体,中和分散后获得了一种可常温固化的单组份水性环氧树脂乳液,研究了多种因素对产品性能的影响,确定了最优实验配方及工艺条件。实验表明:在环氧酯的制备过程中,发现不饱和脂肪酸的种类及用量对产品性能起决定性作用。合适的反应条件为:选用亚麻酸与环氧树脂E-20以摩尔比4:1进行反应;开环反应温度为120℃,催化剂用量为4%;酯化反应采用回流工艺,选用有机锡催化剂,加入量为0.1%,200℃下反应6h。在制备水性环氧树脂乳液的过程中,自由基聚合方式对产品影响最大。反应采用接枝法;单体量与环氧酯比值为1:1;软硬单体比例为2:3;体系酸值为30~40mgKOH·g-1;选用叁乙胺为中和剂,以110%中和;适速加水分散后,可制得固含量为40～50%的环氧树脂乳液,且乳液及涂膜的综合性能达到最优。采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、透射电子显微镜(TEM)等对聚合物进行了表征,运用马尔文粒度分析仪测试了乳液粒子的粒径及其分布。FTIR图谱表明E-20与亚麻酸发生了开环及酯化反应,并且进一步与丙烯酸类单体进行了接枝;DSC曲线表明聚合物具有两个明显的玻璃化转变温度,分别为-0.8℃和45.3℃;粒度分布测试显示其粒子平均粒径为77.8nm,PDI为0.118。TEM结果进一步证实该乳液为纳米级球形结构,直径约为70~80nm,各项稳定性能较好。
邓红霞[3]2009年在《室温固化水性环氧乳液固化剂的合成及性能研究》文中进行了进一步梳理双组分室温固化水性环氧树脂涂料是一类环境友好的高分子材料,具有有机溶剂含量低、气味小、耐腐蚀性等诸多优点,有广泛的应用前景。水性环氧固化剂是水性环氧应用的关键,合成水性环氧固化剂牵涉的问题比合成水性环氧树脂本身复杂得多,难度也要大很多。中国石化集团巴陵石油化工有限公司开发的一种新型自乳化水性环氧树脂乳液,目前尚无较好的固化剂产品推出与之配套使用。本论文采用聚醚二元醇、叁乙烯四胺及液体环氧树脂为原料,合成了一种固化性能优良的环氧固化剂水分散体。制备环氧固化剂水分散体的关键是合成一种反应型乳化剂。利用环氧树脂的环氧基和聚乙二醇的端羟基之间的亲核加成反应,合成了分子结构中含有亲水性的聚醚链段的端环氧缩合产物。考察了反应物料摩尔比、反应温度、反应时间对环氧树脂环氧转化率的影响。然后利用环氧树脂和端环氧缩合产物与叁乙烯四胺反应合成水性环氧树脂乳液固化剂,在固化剂分子中引入环氧树脂分子链段,以提高固化剂与环氧树脂的相容性,同时在固化剂分子中引入亲水性的聚醚链段。最后在50~60°C温度范围内滴加去离子水,将其稀释到水的含用量为60%左右,最终制备出一种水性环氧树脂乳液固化剂水分散体。考察了端环氧缩合物的用量,反应时间,反应温度对固化剂水分散体稳定性的影响。通过红外光谱方法表征了反应产物的结构,并通过TG法对固化膜的热稳定性进行研究。
李雨朋[4]2012年在《环境友好型环氧防腐涂层材料的制备及性能研究》文中指出在工业涂料中,防腐涂层材料是一个非常重要的应用领域。环氧树脂因为其优异防腐性能,对钢铁和混凝土基材的优异附着力和极高的性价比,成为在重防腐涂料中最重要的涂料品种。目前国内市场上传统的溶剂型环氧涂料仍占主要地位,溶剂的含量可以高达60%-80%以上,在施工应用时排放大量的挥发溶剂污染物到大气环境中。随着社会进步和越来越严格的法规要求,开发高性能的环境友好型涂料成为涂料市场的重要发展方向。对于环氧防腐涂料,粉末涂料,高固体环氧涂料和水性环氧涂料是叁个发展的主要方向。粉末涂料因为对施工固化的条件和设备要求较高,高固体环氧涂料和水性环氧涂料具有更为优越的施工性能,因此更适合于在常温状况下的施工应用。环氧涂料是较早实现高固体分的涂料品种。但是高固体分环氧涂料显着的缺点包括适用期短、干燥速度慢、漆膜柔韧性差等,采用快干固化剂时,又造成复涂间隔过短的弊端,涂料成本过高也限制了推广应用。对于环氧防腐涂料,减少涂料中VOC的另外一种有效途径就是采用水性化技术。但是目前水性环氧涂料主要存在防腐性能不足,干燥条件较为苛刻,贮存期较短等缺点。本论文研究了环氧树脂/固化剂/添加剂体系对涂层性能的影响,通过复配杂合的方法改性环氧树脂和固化剂体系,分别制备出了高固体分环氧涂料和水性环氧涂料两种环境友好型防腐涂层材料。具体的研究内容和结果是：(1)选用用低分子量的标准型双酚A环氧树脂(EP)和活性稀释剂,固化剂选用聚酰胺和具有低温固化性能的酚醛胺复配,同时利用杂合的方法,通过加入乙烯基树脂对环氧树脂体系改性,设计制备出了成本合理的高固含环氧防腐涂料,同时改善了高固体分环氧涂料容易产生的适用期短,柔韧性差,复涂时间较短的的缺点,并且能够在冬季低温施工。(2)通过选用一种高性能的水性环氧树脂分散体,该水性环氧所采用的非离子表面活性剂(乳化剂)带有环氧官能团,能够参与交联反应；其次该乳液具有亚微米的乳液粒径以及很窄的粒径分布,有很好的稳定性；实验研究了环氧树脂与固化剂不同化学当量比,以及环氧树脂和不同类型的固化剂/成膜助剂配合对涂层性能的影响；通过添加硅烷偶联剂和磷酸锌防锈颜料等方法,设计制备出了防腐性能优异,可以应用于一般水上环境防护用的水性环氧涂层材料。
夏国栋[5]2012年在《自乳化环氧树脂水分散体的制备及性能研究》文中研究指明环氧树脂因其特殊的分子结构而具有优异的物理机械性能和工艺性能,广泛用于涂料、胶粘剂和复合材料等领域。但溶剂型环氧树脂体系会挥发出大量的有机挥发物(VOC),对环境和人体健康造成危害,故以水取代溶剂的水性环氧树脂体系越来越受到人们的重视,成为了近年来研究和开发的热点。本论文采用化学改性的方法,用聚醚改性低分子量的环氧树脂,将适量的亲水性聚醚链段引入环氧树脂的分子结构中,并对分子结构进行扩链反应,制备具有两亲性的高分子量的改性环氧树脂,改性的环氧树脂具有自乳化功能,再结合相反转法来制备出环氧树脂水分散体。分别讨论了预聚物含量、聚乙二醇分子量、催化剂浓度等因素对制备的乳液产品的性能的影响,确定了制备环氧树脂水分散体的基本实验配方和工艺条件,并通过傅里叶红外光谱和GPC凝胶色谱对产物结构进行了表征。在确定了基本实验配方和工艺条件的基础上,设计正交实验,对影响乳液产品性能较大的几个因素进行优化。通过对正交实验结果的分析,得出了最优实验工艺路线为：第一步通过聚乙二醇8000和环氧树脂E-51发生开环聚合反应,生成双环氧端基的环氧树脂预聚物,催化剂BFEE的用量为反应物的0.10%,MIBK加入量为18%,反应温度为120℃,反应时间为4h；第二步拟定预聚物的含量为18%,环氧基/酚羟基的比为2.25：1,催化剂PPh3用量为环氧树脂的0.15%,反应温度为160-180℃之间,反应时间为1h。通过两步法合成了自乳化的环氧树脂,再利用相反转法,滴加去离子水的量为70%,制备出了一种非离子型自乳化环氧树脂水分散体。对乳液相关性能进行测试,并和国际知名Shell公司同类产品对比,发现自合成环氧乳液的多项性能达到或接近Shell公司的水平。最后,选用合适的水性环氧固化剂和水性助剂,配制了水性环氧清漆并制备了清漆涂膜,研究了水性环氧体系的固化机理和成膜过程。并检测清漆涂膜的理化性能和,发现其附着力优异,柔韧性和抗冲击强度优良,硬度较低,耐水性良好,具有很高的使用价值。
李伟奇, 梁化民[6]1996年在《常温固化水性环氧酯防腐涂料的研究》文中进行了进一步梳理以环氧树脂和干性油脂肪酸为主要原料，合成了常温固化环氧酯树脂，并经乳化制得乳液。考察了环氧树脂、脂肪酸、酸值、乳化工艺等对乳液性能的影响。通过选用合适有效的闪蚀抑制剂和活性颜料，解决了以该乳液制得的水性涂料的闪蚀问题。本水性环氧酯防腐涂料性能与溶剂型环氧酯防腐涂料性能相当。
叶发银[7]2007年在《聚氨酯改性水性环氧防腐涂料的研究》文中提出环氧树脂的水性化和聚氨酯对其的改性、以及水性防腐涂层体系的研究，不仅具有理论价值，而且具有重大的应用价值和环境意义。水性防腐涂料的技术难度较大，目前仅在起步阶段。其中，乳液的稳定性、涂膜的耐水性、湿附着力以及力学强度等方面的关键技术有待突破。针对水性防腐涂层体系的关键技术难点，通过对水性涂料树脂的结构与性能之间关系的研究，设计并制备了稳定性优良的复合乳液；研制了水性底漆、水性中涂漆和水性面漆叁层配套的水性防腐涂层体系，改善了涂膜的物理机械性能和防腐性能。主要研究内容和结论如下：(1)采用交联改性技术、复合树脂改性技术相结合的方法，制备了具有微凝胶结构的聚氨酯．环氧树脂复合乳液。通过FTIR、TEM、GPC、粒径分布测试等技术，对合成过程和乳胶粒形态进行表征。环氧树脂在复合树脂中的质量分数可达20.0％，乳液稳定性不受影响，高于文献报道值，所得清涂膜的物理机械性能和防腐性能优良。(2)合成了两种核壳结构的聚氨酯．聚丙烯酸酯复合乳液，其一为交联型核．壳乳液，平均粒径为330.0nm；其二为以微凝胶为核的核．壳乳液，平均粒径为27.2nm。两种复合乳液为单分散乳液，按一定比例共混制得二元分散型核壳乳液。结果表明，在大／小粒子质量比为70／30时，二元分散型乳液有低粘度、低MFT(13.2℃)和较好的物理机械性能。(3)对水性涂层体系进行了初步研究。以自制的聚氨酯-环氧树脂复合乳液研制水性双组分涂料，可作为钢结构基材阴极电泳底涂的中涂配套，也可以单独作为钢结构基材的底涂和中涂；以自制的聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液研制水性单组分涂料作面涂，均可实现室温固化，主要性能指标符合防腐涂层的要求。本论文的创新点：(1)设计出具有微凝胶结构的乳胶粒子。通过溶液聚合法，制备了具有微凝胶结构的聚氨酯-环氧树脂复合乳液；通过乳液聚合法，制备了具有微凝胶结构的聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液。这两种复合乳分散稳定性好(常温贮存6个月以上)，且生成的涂膜附着力可达1级、柔韧性小于1mm、耐冲击性大于50kg·cm。(2)通过分子结构设计，优化特征扩链剂和内交联剂的配方组合，使环氧树脂在复合树脂中的质量分数达到20.0％，乳液稳定性不受影响，高于文献报道值(低于12.0％)，解决了粒径、黏度和贮存稳定性间的矛盾。(3)从乳液的形态学着手，将粒径大小之比约为1∶10的两种单分散核壳型聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液，按一定比例复配成二元分散复合乳液，改善了涂膜的耐水性(＞720h)和耐化学试剂性能(＞360h)。
李宗亮[8]2010年在《新型室温固化水性环氧涂料的改进研究》文中研究表明本文采用化学改性的方法,将聚乙二醇(PEG)和二苯甲基二异氰酸酯(MDI)链段引入到环氧树脂当中,制备了一种自乳化环氧树脂。自乳化环氧树脂在水中分散为乳液,经立式胶体磨和超高压纳米均质机加工后,乳液粒径均匀,接近纳米级;乳液的稳定性良好。采用了傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(HNMR)和凝胶色谱(GPC)等分析工具对乳液合成的中间物和最终产物进行了分析,推导了反应历程和产物的结构式。其次,本文通过环氧改性二乙烯叁胺制备了一种室温固化剂。研究了成盐度和PEG预聚体对固化剂和涂膜的性能影响,确定了实验过程。制得的固化剂易溶于水,与环氧树脂的相容性良好,在水性环氧乳液中极易分散均匀。通过FTIR和HNMR分析,推导了固化剂合成的反应机理和产物结构。第叁,采用自制的水性环氧乳液和水溶性固化剂,分散均匀后,室温下固化,制备了清漆涂膜,并进行了FTIR表征,研究了固化成膜机理。采用X射线衍射仪(XRD)对涂膜的内部结构进行了分析;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂膜的表观形貌;采用差式扫描量热仪(DSC)、动态机械热分析仪(DMA)和热重分析仪(TG)对涂膜进行了热分析。最后,采用自制的水性环氧乳液和水溶性固化剂,通过添加钛白粉、炭黑、滑石粉和水性助剂,制备了一种室温固化水性环氧防腐涂料。测试了涂膜的机械性能和耐腐蚀性能,其机械性能和耐腐蚀性能优异,有使用价值。
康惠花[9]2018年在《水性膨胀型安全阻燃环氧涂料的实验研究》文中研究指明随着人们的环保意识的日益增强,水性环氧涂料在现代涂料工业占非常重要的地位。然而,大多数环氧涂料的疏水性和热稳定性比较差,且易燃烧,不仅造成环境污染及发生火灾事故的安全隐患。同时,对从业人员的健康及安全造成危害。本文利用改性叁乙烯四胺(TETA),合成了一种水性环氧固化剂。同时利用磷-氮元素有效结合具有着协同阻燃效应,合成一种新型磷腈阻燃剂。通过这两个实验来改善提高环氧树脂涂料的水溶性以及阻燃性,期望在最大程度维持着环氧树脂优越的综合性能。具体研究如下:1.采用环氧树脂(E-51)改性叁乙烯四胺(TETA),以单环环氧化合物(AGE)为封端剂,用冰乙酸中和成盐,合成了一种水性环氧固化剂。研究并确定了反应温度、反应时间、各物质的用量等合成工艺参数,通过红外光谱方法来表征反应产物到的结构,是按照先前设计的路线反应。又与环氧乳液混合制备出环氧涂料,并研究确定了固化剂与环氧乳液混合固化的配比,测试环氧涂料的涂膜性能。2.选用六氯环叁磷腈、罗丹明酰肼通过亲核反应合成了一种含有罗丹明B功能基团的环叁磷腈阻燃剂,并通过红外光谱方法表征证明反应产物结构,是按照先前设计的路线反应。采用DSC、热失重进行热分解性能研究。3.将合成的阻燃剂添加到上述合成的环氧涂料中固化后,研究并确定添加自制阻燃剂不同用量对环氧涂料的阻燃性及机械性能影响。采用垂直燃烧仪、极限氧指数仪对目标产物进行阻燃性能测定,确定添加10%磷腈阻燃剂的阻燃效果最佳,其就可以到达V-0水平、氧指数为28。通过力学性能测试,还能维持环氧树脂本身具有的性能。
刘朝阳[10]2005年在《改性F-51水性环氧体系制备、固化及性能研究》文中研究说明本文制备了水性环氧体系,确定了制备工艺,研究其固化特性,并应用于复合材料树脂基体。 采用化学改性法,选择多官能团酚醛环氧树脂(F—51)与二乙醇胺进行定量加成反应,合成了一种在分子结构上既具有环氧基团,又具有亲水性基团的改性树脂。然后用酸成盐,再加水制得稳定性优良的环氧树脂水性体系。研究了反应温度、时间对改性反应的影响,确定了合适的改性工艺。在实验中,通过改变二乙醇胺用量,控制改性环氧树脂分子中环氧基和极性基团的相对含量,使改性树脂的反应性和亲水性达到合理的平衡,解决了以往化学改性法不能二者兼得的问题。 对制备的水性环氧体系,研究其固化性能。采用常用的水溶性固化剂双氰胺、2-乙基-4-甲基咪唑、叁乙烯四胺(TTA),重点的比较它们在水性树脂中溶解性,反应性,最后比较其涂膜固化物性能。尤其是双氰胺与改性树脂组成的固化体系,储存期大于6个月,起始固化温度由溶剂型体系中的160℃下降到80℃,获得了中温反应性和优良的潜伏性的完美结合,初步研究了其固化机理;涂膜固化后,固化物玻璃化温度为73.3℃。。 通过给改性树脂中加E-51环氧树脂提高其固化物性能,实验确定E-51环氧树脂的用量为50%,采用间歇加水方式得到改性树脂/E-51乳液体系,改性树脂的环氧基开环率为30%所得乳液固化物性能较高。将水性环氧体系应用于玻璃布层压板,结果表明用改性树脂/双氰胺固化体系配成的胶液浸渍玻璃布制成的层压板剪切强度为27.2MPa,弯曲强度高达309MPa;改性树脂/E-51/双氰胺固化体系制备的层压板剪切强度为27.5MPa,弯曲强度为390MPa,在浸水24h后,该层压板具有较高的力学性能保留率。具有良好的应用价值。
参考文献：
[1]. 常温固化水性环氧涂料的研究[D]. 朱芳. 南京理工大学. 2004
[2]. 单组份常温固化水性环氧树脂乳液的制备与性能研究[D]. 王晓莹. 华南理工大学. 2011
[3]. 室温固化水性环氧乳液固化剂的合成及性能研究[D]. 邓红霞. 湖南大学. 2009
[4]. 环境友好型环氧防腐涂层材料的制备及性能研究[D]. 李雨朋. 复旦大学. 2012
[5]. 自乳化环氧树脂水分散体的制备及性能研究[D]. 夏国栋. 武汉理工大学. 2012
[6]. 常温固化水性环氧酯防腐涂料的研究[J]. 李伟奇, 梁化民. 涂料工业. 1996
[7]. 聚氨酯改性水性环氧防腐涂料的研究[D]. 叶发银. 武汉理工大学. 2007
[8]. 新型室温固化水性环氧涂料的改进研究[D]. 李宗亮. 天津大学. 2010
[9]. 水性膨胀型安全阻燃环氧涂料的实验研究[D]. 康惠花. 华北科技学院. 2018
[10]. 改性F-51水性环氧体系制备、固化及性能研究[D]. 刘朝阳. 西北工业大学. 2005
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