水性环氧树脂固化剂的合成及改性

论文摘要

本论文研究了水性环氧树脂涂料固化剂的合成和改性,论文工作分为两部分,第一部分为低粘度无需醋酸中和的水性固化剂的合成,第二部分为纳米氧化铝对水性环氧树脂固化剂的改性。论文具有一定的理论意义和良好的应用前景。首先通过红外光谱、转化率、热分析、涂膜性能测试等方法研究了水性环氧树脂固化剂的制备工艺及性能。先以物料比三羟甲基三缩水甘油醚（TMPEG）/三乙烯四胺（TETA）6/1,反应温度为60℃,反应时间为3小时的工艺条件下合成TMPEG-TETA加成物,然后用环氧树脂EPON828和TMPEG-TETA加成物以摩尔比2/1进行加成反应扩链,工艺条件不变,最后用苯基缩水甘油醚封端,得到水溶性且粘度低的固化剂。常温下固化液体环氧树脂,涂膜具有良好的光泽度、硬度、附着力及抗冲击性能。论文还研究了混合胺以及胺基硅氧烷对合成的水性固化剂性能的影响。三已基二元胺与三乙烯四胺的等摩尔比混合使用提高了固化剂固化环氧树脂后涂膜的综合性能;间苯二甲胺与三乙烯四胺的等摩尔比混合使用提高了固化剂固化环氧树脂后涂膜的硬度;一定量的胺基硅氧烷的加入提高了涂膜的光泽度。其次通过扫描电镜、红外光谱、粒径及耐磨性测试方法研究了纳米三氧化二铝对水性环氧树脂固化剂的改性。研究了均匀分散20nm的纳米γ-Al2O3的方法即对其进行特定的预处理后,超声分散1小时后,再加入到固化剂中,高速分散4小时,得到用纳米粒子改性后的水性环氧树脂固化剂。通过涂膜性能测试及粒径分析和SEM观察发现在纳米γ-Al2O3含量<0.1%的情况下,纳米γ-Al2O3颗粒在环氧树脂固化剂体系中分散均匀,涂膜的抗冲击性能及硬度都得到提高耐磨性也有明显改进,增加纳米γ-Al2O3用量耐磨性没有提高,反而有所降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 环氧树脂概况
• 1.2 水性环氧树脂和固化剂双组分体系
• 1.2.1 水性环氧树脂和固化剂的分类
• 1.3 环氧树脂固化剂
• 1.3.1 环氧树脂固化剂的分类
• 1.3.2 固化剂的改性方法
• 1.4 有机硅改性环氧树脂
• 1.5 纳米材料改性水性环氧树脂
• 1.6 课题研究意义及方案
• 1.6.1 选题依据及意义
• 1.6.2 本课题研究内容
• 第2章 水性环氧树脂固化剂的制备
• 2.1 前言
• 2.2 实验
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验仪器与装置
• 2.2.3 测试方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 合成工艺及流程图
• 2.3.2 反应工艺条件
• 2.3.3 合成水性环氧固化剂的性能
• 2.3.4 不同胺类对固化剂性能的影响
• 2.3.5 硅烷偶联剂改性环氧树脂固化剂
• 2.3.6 红外光谱分析
• 2.3.7 涂膜的热失重分析
• 2.3.8 固化剂加水稀释过程中粘度的变化
• 2.3.9 涂膜的SEM 电镜分析
• 2.4 本章结论
• 第 3 章 纳米粒子改性水性环氧树脂固化剂
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 测试方法
• 3.2.4 涂膜的制备
• 3.2.5 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 纳米氧化铝的红外光谱
• 3.3.2 反应原理
• 2O_<sub>3 粒子分散在树脂中对涂膜性能的影响'>3.3.3 不同含量γ-Al₂O_<sub>3粒子分散在树脂中对涂膜性能的影响
• 2O_<sub>3 的用量对涂膜性能的影响'>3.3.4 γ-Al₂O_<sub>3的用量对涂膜性能的影响
• 3.3.5 涂膜的耐磨性
• 3.3.6 粒径分析
• 3.3.7 纳米粒子分散情况的 SEM 电镜图
• 3.4 本章结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士期间所发表的学术论文目录