<sub id="rttbt"></sub>

        <th id="rttbt"></th>

            <thead id="rttbt"></thead>

            <th id="rttbt"><menuitem id="rttbt"></menuitem></th>

                首页 >> 行业知识 >>行业知识 >> 水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究
                详细内容

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                来源今日头条环氧树脂作为重要的热固性树脂品种之一与多种基材有较强的粘结性耐热性电绝缘性和耐化学腐蚀性优异具有固化物力学强度高固化收缩率低吸水率低等特点广泛用作复合材料基体树脂在航空航天军工建筑电子电器汽车?#19994;?#31561;领域有着广泛的应用随着环保要求和人们环保意识的日益提高传统环氧树脂不溶于水只溶于有机溶剂的特性很大程度上限制了其应用但为水性环氧树脂的应用与发?#22266;?#20379;了机会

                目前水性环氧树脂在涂料行业应用较为广泛如用作电泳涂料金属底漆地?#21644;?#26009;金属防腐蚀涂料绝缘涂料以及食品罐头内壁涂料等显示出优异的耐化学品性较好的耐热性和电绝缘性极强的漆膜附着力以及极好的保色性等水性环氧树脂涂料体系主要分为固化剂乳化环氧体系和双组分环氧体系分别称为型水性环氧涂料体系和型水性环氧涂料体系型水性环氧涂料体系是由低相对分子质量液态环氧树脂和水性环氧固化剂组成其中水性环氧固化剂不仅承担固化环氧树脂的作用还有乳化低相对分子质量液态环氧树脂的作用型水性环氧涂料体系是由水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成这里的水性环氧固化剂只有固化作用这类体系的关键问题是固化剂与水性环氧树脂乳液的匹配性目前国内对型水性环氧树脂涂料体系中水性环氧树脂固化剂的研究较少也没有推出较好的市场化产品水性环氧树脂乳液与固化剂的相容性问题是制约双组分水性环氧树脂涂料体系应用的关键性问题早年间主要的研究还停留在环氧树脂水性化上与之匹配的固化剂很少或者是直接使用型环氧树脂涂料体系中的固化剂本研究解决了固化剂与乳液的相容性问题

                本研究成功合成一种水性环氧树脂的固化剂通过醋酸中和与自制水性环氧树脂乳液复配?#25955;?#22411;双组分水性环氧涂料体系由于中和度的不同固化剂与乳液的相容性不同使得固化后的涂膜性能不同通过FT-IR1H-NMR环氧值动态力学性能热力学性能等测试手段对涂膜进行表征?#22836;?#26512;

                1 实验部分

                1.1 实验原料

                乙二胺EDA冰醋酸去离子水分析纯成都市科龙化工试剂厂环氧树脂E-51环氧值为0.48~0.54南通星辰合成材料有限公司水性环氧树脂乳液自制平均粒径4m且粒径?#23454;?#20998;布以3500r/min的转速高速离心30min乳液?#29615;?#23618;

                1.2 水性环氧树脂固化剂的制备

                在常?#32511;?#20214;下向装有搅拌器恒压漏斗温度计的三口烧瓶中加入一定量的乙二胺然后将一定量的环氧树脂E-51通过恒压漏斗加入到反应器中其中乙二胺与环氧树脂E-51的物质的量比为21为防止由于温度过高反应过快而产生爆聚控制E-51的滴加速度为15s滴1滴滴加完成后每隔1h取样测试测定样品的环氧?#25285;?#24453;环氧值降低到一定程度?#19968;?#26412;稳定后结束反应

                用冰醋酸中和合成的固化剂控制冰醋酸的加量调节胺基中和度调节产物的亲水?#23376;推胶担?#28982;后加水乳化制得中和度分别为100%75%50%和0的固化剂

                1.3 水性环氧树脂涂料固化成膜

                将制得的不同中和度的水性环氧固化剂与自制的水性环氧树脂乳液按照氨基与环氧基物质的量比11的比例混合搅拌混合均匀后倒在聚四氟乙烯板上在室温下固化成膜

                1.4 测试与表征

                采用盐酸-丙酮法测定产物的环氧值用美国Thermofisher公司Nicoletis50型?#36947;?#21494;红外光谱仪采用液体涂膜法对合成的固化剂进行红外表征

                用BRUKERAVANCEIII400MHz核磁共振氢谱仪进行核磁表征以DMSO为溶剂将固化剂完全溶解四甲基硅烷TMS为内标

                涂膜?#33014;?#21560;水率测试环氧树脂完全固化后取若干样品称质量记为m1然后放入水中浸泡24h后取出将样品表面的水完全擦干称质量记为m2?#33014;?#21560;水率%?#35789;?计算

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                用TAInstrumentQ800型动态热机械测试仪对涂膜进行动态力学性能DMA测试测试手段为拉伸模式模式为多频应变下的温度斜坡频率扫描升温速率3/min测试频率1Hz温度扫描?#27573;?#20026;0~200档

                用德国耐驰公司TG209F1型热分析仪对涂膜进行热失质量分析N2气氛测试温度为30~800棬升温速率为10/min

                按照GB/T17331993测试涂膜的耐水性观察涂膜是否出现发白或者起泡按照GB/T92741988测定涂膜的耐酸碱性观察涂膜是否出现脱落或者起泡按GB/T67392006测定涂膜的铅笔硬度用上海现代环境工程技术有限公司PPH-1型铅笔硬度计进行测试

                2 结果与讨论

                2.1 反应时间对环氧值的影响

                实验考察了合成过程中固化剂环氧值的变化以环氧树脂E-51滴加完成为起点开始测定环氧?#25285;?#32467;果如图1所示

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                图1 环氧保留率随时间的变化

                由图1可知环氧保留率随反应的进行逐渐降低反应前4h环氧保留率下降很快说明反应速率快反应程度接近80%随后环氧保留率下降速度降低反应仍在进行延长反应时间?#28304;?#21040;较高的反应程度12h后反应程度达到95%左右结束反应所?#28304;?#29615;氧树脂E-51滴加完全后的反应时间应控制在12h

                2.2 未中和固化剂的结构表征

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                图2 E-51和固化剂的红外光谱

                图2a中915cm-1是环氧结构的特征吸收峰3468cm-1是环氧树脂主链上仲羟基的伸缩振动吸收峰831cm-1是苯环对位取代的的特征吸收峰合成的固化剂与E-51对比915cm-1处的环氧结?#22266;?#24449;峰消失说明合成反应完全由于氢键缔合作用固化剂浓度较高?#20445;OH伸缩振动吸收峰向低波数?#36739;?#31227;动所以在3400~3200cm-1区间出现强且宽的伸缩振动吸收峰固化剂中的NH2同时会和羟基发生缔合作用NH2对?#22378;头?#23545;称伸缩振动吸收峰也处在3250~3400cm-1区

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                图3 固化剂的1H-NMR谱图

                由图3可知=7.08归属于苯环=3.84归属于与羟基相连接的次亚甲基=3.44归属于与氧原子相连的亚甲基=1.57归属于与叔碳相连的甲基=1.07归属于羟基环氧基团上与氧相连的亚甲基信号=2.54消失结合红外的氨基峰证明了固化剂成功合成

                2.3 固化剂中和度对水性环氧树脂乳液固化性能的影响

                固化剂分子中含有疏水环氧结构使得自制的固化剂与水性环氧树脂有很好的相容性合成的固化剂中含有4个氮原子均可以与乙酸中和从而增强其亲水性但是亲水性太强影响固化剂与环氧树脂的相容性为了得到最佳的中和度实验用乙酸中和固化剂考察了中和度分为050%75%100%对固化剂性能的影响结果如表1所示

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                表1 中和度对固化剂性能的影响

                从表1可以看出未经中和的固化剂黏度较大在水性环氧树脂乳液中分散性差体系为两相不相容状态无法发生固化交联中和度达到100%?#20445;?#23545;水性环氧树脂乳液起?#36739;?#37322;作用乳液黏度降低固化困难中和度为50%和75%的固化剂与乳液的相容性较好均可固化水性环氧树脂乳液因此对50%和75%中和度的固化剂进一步研究

                2.4 涂膜的力学性能及热力学性能表征

                用中和度分别为50%和75%的固化剂固化自制的水性环氧树脂乳液所得产物在室温下成膜图4为涂膜的tan-温度曲线图5为涂膜的储能模量-温度曲线图6为涂膜的TGA曲线

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                图4 涂膜的tan-温度曲线

                由图4可知用中和度为50%的固化剂固化所得涂膜的玻璃化转变温度93.31棩高于中和度为75%的固化剂固化所得涂膜的玻璃化转变温度84.43棩可以推断出前者与自制乳液的相容性更好固化剂更容易在乳液中扩散氨基与环氧基团的接触几率增加使得乳液固化程度要高于后者的固化程度中和度为50%的固化剂固化所得的涂膜致密性更高

                ?#27833;?也可以看出中和度为50%的固化剂固化产物的储能模量要高于中和度为75%的固化剂的固化产物说明前者涂膜的强度要高于后者从而进一步证明前者固化程度要高于后者前者固化剂与乳液相容性更好

                由图6可知中和度为50%的固化剂所得涂膜的起始分解温度323棩高于中和度为75%的固化剂所得涂膜282棩前者的热稳定性略高于后者说明前者的固化程度要高于后者该结论与图4和图5相吻合

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                图5 涂膜的储能模量-温度曲线

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                图6涂膜的TGA曲线

                2.5 涂膜的性能

                用自制的中和度分别为50%75%的固化剂固化自制水性环氧树脂乳液成膜后分别记为AB涂膜的性能见表2

                水性环氧树脂固化剂的制备及其与乳液相容性的研究

                表2 涂膜的性能

                从表2可知涂膜A的吸水率低于涂膜B中和度为50%的固化剂与乳液的相容性好对乳液的固化程度高涂膜的致密性高这是因为固化剂中含有的亲水性基团几乎全部包埋在涂膜中所以?#33014;?#21560;水率低涂膜耐水性好

                涂膜A与B的耐酸碱性均合格说明环氧树脂固化物具有优良的化学稳定性涂膜A的铅笔硬度高于涂膜B是因为前者与环氧乳液的相容性匹配性要优于后者有助于固化反应程度的提高因此涂膜硬度较好

                3 结语

                本研究成功合成了水性环氧树脂固化剂并通过FT-IR和1H-NMR表征了其结构实验表明该固化剂解决了乳液与固化剂的匹配性问题同时验证了中和度为50%的固化剂与自制乳液的相容性更好涂膜的热稳定性耐水性耐酸碱性铅笔硬度更优


                电话直呼
                在线客服
                在线留言
                发送邮件
                联系我们
                13501205756
                销售
                点击这里给我发消息
                还可输入字符200限制字符200
                ֳ

                  <sub id="rttbt"></sub>

                      <th id="rttbt"></th>

                          <thead id="rttbt"></thead>

                          <th id="rttbt"><menuitem id="rttbt"></menuitem></th>

                                <sub id="rttbt"></sub>

                                    <th id="rttbt"></th>

                                        <thead id="rttbt"></thead>

                                        <th id="rttbt"><menuitem id="rttbt"></menuitem></th>