磷酸酯PAM_200接枝改性水性环氧树脂的制备与性能研究
- 格式:pdf
- 大小:770.49 KB
- 文档页数:5
磷酸酯改性水性防腐涂料用磷酸酯改性丙烯酸体系产品简介:随着人们环保意识的日益增强和环保法规对挥发性有机化合物(VOC)及有害空气污染物(HAP)的限制,世界防腐涂料工业在不断提高性能的同时,迅速向“绿色化”方向发展。
开发无毒、无味、不燃、低污染的环保型水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料等环境友好型涂料已成为防腐涂料研究的主要方向,其中,以丙烯酸酯类聚合物为主的水性丙烯酸涂料体系应用最为广泛。
水性丙烯酸涂料的成膜物由丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)、苯乙烯(St)等单体共聚组成,具有良好的耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性和保光保色性等,但是与溶剂型涂料相比,水性丙烯酸涂料的综合性能不够理想,因此,加强对丙烯酸乳液的聚合改性研究,制备性能优良的金属防腐涂料具有重要意义。
随着涂料工业的发展,磷酸酯作为一种重要的功能性单体和表面活性剂,越来越多地被应用于乳液和涂料的生产中。
防腐机理:虽然在水性丙烯酸树脂的聚合过程中添加丙烯酸单体,在干膜的条件下,对提高涂层附着力有较大的作用,但是在潮湿环境中,水分子容易进入金属与涂层的界面中,因为水与丙烯酸上的羧基有强烈的缔合作用,导致羧基与金属基材表面的作用力下降,湿态附着力降低,涂膜的防腐性能也随之下降。
功能性磷酸酯单体一般由磷酸单酯、磷酸双酯和少量的磷酸单体的混合物组成,其功能在于磷酸酯基团能与金属基材之间形成一层致密的磷酸盐保护膜,使金属表面发生钝化,防止水分子和其他盐离子与金属接触,具有良好的防锈效果。
同时,磷酸酯中的磷羟基与金属基材表面有较强的螯合作用,从而与多价金属作用形成络合物,以共价键的形式将聚合物牢固地连接到金属基材上,提高了乳液中的乳液粒子和金属粒子表面的附着力,使得涂料的防锈性能进一步增强。
制备方法:Ø 三氯氧磷与醇酚为原料:此反应中常用的催化剂为Lewis(路易斯)酸。
通过控制不同温度、反应摩尔比及采用不同的催化体系,提高反应的选择性。
磷酸酯改性水性防腐涂料用磷酸酯改性丙烯酸体系产品简介:随着人们环保意识的日益增强和环保法规对挥发性有机化合物(VOC)及有害空气污染物(HAP)的限制,世界防腐涂料工业在不断提高性能的同时,迅速向“绿色化”方向发展。
开发无毒、无味、不燃、低污染的环保型水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料等环境友好型涂料已成为防腐涂料研究的主要方向,其中,以丙烯酸酯类聚合物为主的水性丙烯酸涂料体系应用最为广泛。
水性丙烯酸涂料的成膜物由丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)、苯乙烯(St)等单体共聚组成,具有良好的耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性和保光保色性等,但是与溶剂型涂料相比,水性丙烯酸涂料的综合性能不够理想,因此,加强对丙烯酸乳液的聚合改性研究,制备性能优良的金属防腐涂料具有重要意义。
随着涂料工业的发展,磷酸酯作为一种重要的功能性单体和表面活性剂,越来越多地被应用于乳液和涂料的生产中。
防腐机理:虽然在水性丙烯酸树脂的聚合过程中添加丙烯酸单体,在干膜的条件下,对提高涂层附着力有较大的作用,但是在潮湿环境中,水分子容易进入金属与涂层的界面中,因为水与丙烯酸上的羧基有强烈的缔合作用,导致羧基与金属基材表面的作用力下降,湿态附着力降低,涂膜的防腐性能也随之下降。
功能性磷酸酯单体一般由磷酸单酯、磷酸双酯和少量的磷酸单体的混合物组成,其功能在于磷酸酯基团能与金属基材之间形成一层致密的磷酸盐保护膜,使金属表面发生钝化,防止水分子和其他盐离子与金属接触,具有良好的防锈效果。
同时,磷酸酯中的磷羟基与金属基材表面有较强的螯合作用,从而与多价金属作用形成络合物,以共价键的形式将聚合物牢固地连接到金属基材上,提高了乳液中的乳液粒子和金属粒子表面的附着力,使得涂料的防锈性能进一步增强。
制备方法:Ø三氯氧磷与醇酚为原料:此反应中常用的催化剂为Lewis(路易斯)酸。
通过控制不同温度、反应摩尔比及采用不同的催化体系,提高反应的选择性。
接枝型水性环氧树脂的合成研究近年来,随着环保意识的增强,水性涂料在各个领域中得到了广泛的应用。
其中,水性环氧树脂涂料因其优异的性能和环保的特点,被广泛用于木材、金属、混凝土等基材的涂装中。
然而,传统的水性环氧树脂涂料存在着耐水性和耐化学品性能相对较差的问题。
为了改善这个问题,学者们开始研究接枝型水性环氧树脂。
接枝型水性环氧树脂是指将水性聚氨酯、聚醚或聚酯等高分子物质接枝到环氧树脂分子链上的一种新型水性环氧树脂。
接枝过程通过共价结构将两种高分子链相连,有效地改变了水性环氧树脂的性能。
这种接枝结构在水性环氧树脂中起到了增强性能的作用,使其具备了优异的耐水性和耐化学品性能。
乳液聚合法是将环氧树脂与聚氨酯、聚醚等高分子物质先分散在水相中,然后通过加入聚合助剂、交联剂等辅助剂进行乳化反应,最后通过控制反应条件进行聚合。
这种方法简单易行,适用于大规模生产。
然而,由于乳液聚合反应中需要使用大量的助剂,乳液的稳定性和环境友好性存在一定的问题。
原位聚合法是将环氧树脂溶解在溶剂中,然后加入聚氨酯、聚醚等高分子物质进行反应。
根据反应条件的不同,原位聚合法可分为常温原位聚合法和热固化原位聚合法。
常温原位聚合法适用于环境温度下进行反应,而热固化原位聚合法则需要在一定的温度下进行反应。
这种方法反应条件较为严格,但可以得到较为纯净的产物,具有较好的加工性能和性能稳定性。
近年来,越来越多的研究人员开始采用双反应机理合成接枝型水性环氧树脂。
这种方法将环氧树脂与聚氨酯、聚醚等高分子物质通过两步反应进行接枝。
首先,通过环氧树脂的环氧基与二度胺或含有胺基的物质反应,生成胺基化的环氧树脂。
然后,通过胺化的环氧树脂与异氰酸酯或醇酸反应,形成接枝型水性环氧树脂。
这种双反应机理具有较高的反应效率和较好的产物稳定性。
总之,接枝型水性环氧树脂的合成研究是一项重要的工作,可以改善传统水性环氧树脂的性能,提高其在涂料领域的应用价值。
研究人员应该继续深入探索合成方法,优化反应条件和降低辅助剂的使用量,以提高接枝型水性环氧树脂的合成效率和环境友好性。
水性环氧树脂的制备及应用水性环氧树脂可分为阴离子型树脂和阳离子型树脂,阴离子型树脂用于阳极电沉积涂料,阳离子型树脂用于阴极电沉积涂料。
水性环氧树脂的主要特点是防腐性能优异,除用于汽车涂装外,还用于医疗器械、电器和轻工业产品等领域。
环氧树脂水性化是指将环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散在水中而配得稳定的分散体系。
国外自20世纪50年代就开始了环氧树脂的水性化研究,其中将环氧树脂制成乳液是最常用的研究途径。
水性环氧树脂配合固化剂最为广泛的用途是用作涂料。
目前水性环氧树脂的应用主要包括以下几个方面:(1)混凝土封闭底漆水性环氧树脂涂料可在湿的或新浇注的混凝土表面施工,对混凝土表面有良好的附着力,可以封闭混凝土毛细管的水汽,并可防止泛碱,适合作为混凝土封闭底漆。
在封闭底漆上面可施工溶剂型或水性环氧地坪涂料。
(2)工业地坪涂料工业地坪涂装方面是水性环氧树脂涂料的重要用途。
水性环氧气味小,涂层表面易于清洗,特别适用于医院、食品厂、超市、乳品厂和化妆品厂等需要保持高度清洁的场所。
如需二次装修,不影响重涂性,新老涂层仍保持良好的粘附性。
(3)木器漆采用的水性环氧树脂涂料为双组分体系,涂膜固化后具有较高的硬度和良好的抗刮伤性,配成清漆可用于木质地板,替代目前市场上广泛使用的溶剂型聚氨酯水晶地板漆和聚酯家具漆,配成色漆可替代溶剂型环氧树脂和聚氨酯磁漆,用于厨房、家具和机械设备等。
(4)防腐涂料水性环氧树脂防腐涂料现已商品化的有水性环氧铁红防锈漆、水性环氧磷酸锌防锈漆、水性环氧富锌底漆和水性环氧云母防锈漆,水性环氧防锈漆性能较市场上常见的苯丙、乙丙水乳型防锈漆和水性环氧酯防锈漆性能有很大提高,在国外是发展最快的水性涂料。
经过较长时间的发展,水性环氧防腐蚀涂料已经应用到溶剂型环氧防腐蚀涂料所涉及的领域,国外甚至已将水性环氧防腐涂料列入重防腐涂料的范畴。
(5)防水材料和防渗堵漏材料水性环氧树脂涂料与水泥、沙子配合使用可用作防水材料,环氧的交联网络和水泥的水合固化使得该防水材料具有良好的防渗堵漏效果。
环氧改性水性聚氨酯电泳树脂的制备与性能研究的开题报告一、选题背景与意义随着环保意识的增强和环境污染的加重,传统的溶剂型电泳涂料已经逐渐被水性电泳涂料所取代。
水性电泳涂料具有低挥发性、环保、涂膜质量好等优点,但同时也存在着一些问题,如附着力不够、耐腐蚀性差等。
为了提高水性电泳涂料的性能,需要进行功能改性。
通过在水性聚氨酯电泳涂料中加入环氧树脂可使其具有更优异的性能。
因此,本论文选取环氧改性水性聚氨酯电泳树脂为研究对象,旨在探索其制备方法、性能优化及应用前景,提高水性电泳涂料的综合性能,满足市场需求,推广环保型涂料。
二、国内外研究现状环氧改性水性聚氨酯电泳涂料的研究已经得到了广泛关注并取得了一定进展。
国内研究主要针对环氧树脂与水性聚氨酯电泳涂料的配比方法、合成方法、物化性能及涂膜性质等方面进行了研究,如杨敏等人通过改变环氧树脂用量探究其对环氧改性水性聚氨酯电泳树脂的影响,得出了较好的效果,徐志鹏等人以聚乙二醇为初始原料,采用反应过程中一定程度的酸化处理来制备环氧改性水性聚氨酯树脂等等。
而国外研究主要集中于探究环氧改性水性聚氨酯树脂材料的性能改善及其在不同领域中的应用,如Wang等人以环氧树脂为改性剂,并在聚氨酯树脂中添加无机硅改性剂来提高树脂的耐磨性和耐化学品性能,Peng等人则研究了环氧改性水性聚氨酯电泳涂层的防腐性和防腐蚀性,得出了优秀的性能结果。
三、论文研究内容及方法1. 环氧改性水性聚氨酯电泳树脂的制备方法:本研究将探讨环氧树脂与水性聚氨酯电泳涂料的配比方法、反应机理等,采用溶剂法及无溶剂法制备环氧改性水性聚氨酯电泳树脂,并利用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)等测试手段对其结构进行表征。
2. 环氧改性水性聚氨酯电泳树脂的性能研究:通过对制备的环氧改性水性聚氨酯电泳树脂进行理化性能和涂膜性能测试,如粘度测定、拉伸强度测试、电泳涂层膜厚测定、耐腐蚀性测试等。
其中,结合表面自由能的概念,考察环氧改性水性聚氨酯电泳树脂的表面性质,并通过SEM、AFM等手段对其表面形貌进行分析研究。