环氧接枝改性水性丙烯酸树脂的制备

论文摘要

本论文采用溶液聚合的方法合成了环氧接枝改性的水性丙烯酸树脂。通过酸值的测定、产物的红外表征、分子量的分布等多种手段证明了接枝反应的发生。研究了制备过程中引发剂的种类、环氧树脂的类型和添加量、中和剂的种类、中和度及酸含量的大小对水分散体及其涂膜性能的影响。（1）本文利用自由基聚合机理，制备了环氧接枝改性水性丙烯酸树脂。以环氧E-44为改性剂，丙烯酸（AA）、苯乙烯（ST）、甲基丙烯酸-β羟乙脂（β-HEA）、丙烯酸丁酯（BA）等为共聚单体，过氧化醋酸叔戊酯（TAPA）为引发剂，在丙二醇丁醚（PnB）溶剂中进行溶液聚合。（2）本文详细的探讨了该体系的反应机理。用傅里叶红外对环氧接枝改性丙烯酸树脂和环氧共混丙烯酸树脂做了结构表征，对比二者可知环氧接枝改性丙烯酸树脂中丙烯酸单体与环氧树脂发生了接枝共聚反应，在丙烯酸树脂链上成功的引入了环氧链段，并且在聚合产物中引入了亲水基团-COOH，经过中和后能够赋予聚合物亲水性。（3）对比了环氧树脂E-51、E-44、E-20、E-12及环氧树脂添加量对接枝改性树脂水分散体稳定性的影响，确定了环氧树脂的种类和适宜的添加量：环氧树脂E-44，添加量为6%-15%（占单体的质量分数）；通过比较N,N-二甲基乙醇胺、三乙胺、二异丙胺、NaOH四种中和剂对水分散体表观性能、粒径分布及其涂膜的电化学性能的影响，结果表明三乙胺作中和剂时，水分散体稳定性高，对应涂膜的耐水、耐碱性好；比较了不同的中和度对水分散体的表观性能及其粒径分布的影响，结果表明本体系适宜的中和度为110%；仔细分析了酸含量大小对水分散体的稳定性的影响，在一定的范围内（6%以内），改性树脂水分散体的稳定性是随着酸含量的增加而增加的，而对应涂膜的耐水、耐碱性能则是在酸含量为3.89%时达到最佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 环境友好型水性双组份聚氨酯涂料概述
• 1.2 水性丙烯酸树脂
• 1.2.1 水性丙烯酸树脂的发展历史
• 1.2.2 水性丙烯酸树脂的分类及其特点
• 1.2.3 水性丙烯酸树脂的制备方法
• 1.3 水性丙烯酸树脂的改性
• 1.3.1 环氧树脂改性
• 1.3.2 聚氨酯改性
• 1.3.3 有机硅改性
• 1.3.4 有机氟改性
• 1.3.5 纳米材料改性
• 1.3.6 其他改性方法
• 1.4 水性丙烯酸树脂的固化机理
• 1.4.1 依靠溶剂挥发固化
• 1.4.2 水乳液型丙烯酸树脂的固化
• 1.4.3 外加固化剂固化
• 1.5 本论文的研究背景、研究内容和研究意义
• 1.5.1 本论文的选题依据及意义
• 1.5.2 本论文的研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 前言
• 2.2 实验试剂
• 2.3 实验仪器及实验装置
• 2.4 实验配方、合成工艺及工艺流程图
• 2.4.1 实验配方
• 2.4.3 合成工艺
• 2.4.4 合成的工艺流程图
• 2.5 双组份水性聚氨酯涂膜及工作电极的制备
• 2.5.1 水性双组份聚氨酯涂膜的制备
• 2.5.2 用于电化学测试的工作电极制备
• 2.6 测试方法
• 2.6.1 涂膜性能测试
• 2.6.2 粘度的测定
• 2.6.3 固含量的测定
• 2.6.4 反应过程中酸值的测定
• 2.6.5 红外光谱测试
• 2.6.6 电化学测试
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 环氧接枝改性丙烯酸树脂的反应机理讨论
• 3.1.1 反应过程中体系酸值的测定
• 3.1.2 傅里叶红外光谱分析
• 3.1.3 分子量及其分布分析
• 3.1.4 接枝反应机理的分析
• 3.2 接枝改性树脂与未改性树脂对应水分散体的技术性能比较
• 3.3 接枝改性树脂与未改性树脂对应涂膜的性能比较
• 3.3.1 接枝改性树脂与未改性树脂对应涂膜的一般性能比较
• 3.3.2 接枝改性树脂与未改性树脂对应涂膜的电化学性能比较
• 3.4 环氧接枝改性丙烯酸树脂的性能影响因素研究
• 3.4.1 引发剂的选择
• 3.4.2 环氧树脂种类对分散体性能的影响
• 3.4.3 环氧树脂添加量对分散体稳定性的影响
• 3.4.4 中和剂对水分散体及其涂膜性能的影响
• 3.4.5 中和度对水分散体性能的影响
• 3.4.6 酸含量大小对水分散体稳定性及其涂膜的耐水、耐碱性的影响
• 3.4.7 固化剂对涂膜性能的影响
• 3.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢