丙烯酸树脂改性环氧树脂防腐涂料防腐性能研究

摘要目前人们对生活品质的要求在不断提高，绿色环保的理念深入人心，苯丙乳液作为水性涂料的成膜物质具有污染小，成膜温度低，粘结强度高等优点。

但是在耐水性，防腐性，耐磨性等方面存在一些不足，因此对其进行功能化改性受到了广泛的重视。

本文首先综述了近年来石墨烯，有机硅，有机氟，自交联单体等功能性原料改性丙烯酸酯乳液的研究进展，同时详细的介绍了改性后的丙烯酸树脂乳液的应用，并对今后的发展进行展望。

其次利用不同的功能单体对苯丙乳液进行改性，并对制备的乳液的性能进行一系列的分析和研究。

研究结果表明，采用羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺/己二酸二酰肼、乙烯基三乙氧基硅烷为交联单体，当羟甲基丙烯酰胺/丙烯酸含量为5%时，乳液的吸水率达到最低; 双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼比例为1:1时，乳胶膜的交联度最大; 乙烯基三乙氧基硅烷含量为4%时，乳胶膜表现出了优异的耐热性能，且乳液及乳胶膜的综合性能达到最好。

最后采用KH560、KH570和KH590三种硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行表面修饰，然后通过机械共混的方法将功能化氧化石墨烯添加到苯丙乳液中完成对苯丙乳液的改性。

结果表明，KH560、KH570和KH590添加量分别为0.5%、0.7%、0.3%时，乳液的防腐蚀性能、耐介质性和耐盐雾性能达到最优。

研究还发现，采用反应型乳化剂SR-10，且当叔碳酸乙烯酯和苯乙烯的质量比为1:9时乳液的吸水率最低，乳液和乳胶膜的综合性能最好。

关键词苯丙乳液；自交联；氧化石墨烯；硅烷偶联剂；叔碳酸乙烯酯AbstractIn recent years, people's requirements for quality of life are constantly improving, and the concept of green environmental protection is deeply rooted in people's minds. As a film-forming substance for water-based paints, styrene-acrylic emulsion has advantages of low pollution, low film forming temperature and high bonding strength. However, styrene-acrylic emulsion has some shortcomings in water resistance, corrosion resistance and wear resistance, so its functional modification has received extensive attention.First, the research progress of acrylate emulsion modified by graphene, silicone, organic fluorine and self-crosslinking monomer in recent years were reviewed in this paper. The application of modified acrylic resin emulsion was introduced in detail, and the future development was prospected. Then styrene-acrylic emulsion was modified by different functional monomers, and the properties of the prepared emulsions were analyzed and studied. The results showed that the water absorption rate of the emulsion was the lowest when the amount of hydroxymethylacrylamide/acrylic acid was 5%, using hydroxymethylacrylamide/acrylic acid, diacetoneacrylamide/adipic acid dihydrazide and vinyltriethoxysilane as crosslinking monomers; when the ratio of diacetone acrylamide to diacylhydrazide adipate was 1:1, the crosslinking degree of latex film was the highest; and when the content of vinyltriethoxysilane was 4%, the latex film showed excellent heat resistance, and the comprehensive properties of the latex and the latex film were the best. Finally, three silane coupling agents KH560, KH570 and KH590 were used to modify the surface of graphene oxide, and then functional graphene oxide was added to styrene-acrylic emulsion by mechanical blending to achieve the modification of styrene-acrylic emulsion. The results showed that the anti-corrosion, medium resistance and salt spray resistance of the emulsion were the best when the dosages of KH560, KH570 and KH590 were 0.5%, 0.7% and 0.3% respectively. It was also found that when reactive emulsifier SR-10 was used and the mass ratio of tertiary vinyl carbonate to styrene was 1:9, the water absorption rate of the emulsion was the lowest, and the comprehensive properties of the emulsion and the latex film were the best.Key words Styrene-acrylic Emulsion；Self-crosslinking；Graphene oxide；Silane coupling agent；Vinyl tertiary carbonate目 录摘要 (I)Abstract (III)第章绪论1 (1)1.1 概述 (1)1.2 丙烯酸乳液的功能化改性 (1)1.2.1 石墨烯改性 (1)1.2.2 环氧树脂改性 (2)1.2.3 有机硅改性 (3)1.2.4 有机氟改性 (3)1.2.5 其他方法改性 (4)1.3 自交联单体对丙烯酸乳液的改性 (5)1.3.1 羟甲基丙烯酰胺及其衍生物的交联体系 (5)1.3.2 酮肼的交联体系 (5)1.3.3 甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）交联体系 (6)1.4 功能性丙烯酸乳液的应用 (7)1.4.1 功能性涂料 (7)1.4.2 粘合剂 (7)1.5 展望 (7)1.6 本本本的研究目的及意本 (8)1.7 本本本的本要研究内容 (8)1.8 本论文的本本本本 (8)第2章含氟自交联苯丙乳液的改性及性能研究 (9)2.1 概述 (9)实实部分2.2 (9)2.2.1 实实原料和实实设备 (9)2.2.2 乳液的合成 (11)2.2.3 性能测试 (12)2.3 结果与结论 (13)2.3.1 N-MA/AA对乳液性能的影响 (13)2.3.2 DAAM和ADH对乳液性能的影响 (19)2.3.3 硅氧烷（VTES）对乳液性能的影响 (22)2.4 本章小结 (27)第3章石墨烯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (29)3.1 概述 (29)3.2 实实部分 (29)3.2.1 实实原料和试实设备 (29)3.2.2 实实过程 (30)3.2.3 性能测试 (31)3.3 结果与结论 (32)3.3.1 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的红外分析 (32)3.3.2 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的热重分析 (34)3.3.3 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的接触角分析 (35)3.3.4 不同硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的扫描电镜分析 (36)3.3.5 不同硅烷偶联剂功能化的氧化石墨烯改性苯丙乳液的性能分析 (37)3.4 本章小结 (41)第4章叔碳酸乙烯酯改性苯丙乳液的制备及性能研究 (43)4.1 引引 (43)4.2 实实部分 (43)4.2.1 实实原料和实实设备 (43)4.2.2 乳液的合成 (44)4.2.3 性能测试 (45)4.3 结果与结论 (45)4.3.1 不同叔碳酸乙烯酯含量对苯丙乳液的影响 (45)4.3.2 不同乳化体系对苯丙乳液的影响 (49)4.4 本章小结 (53)结论 (55)参参文献 (57)攻攻硕士学位期攻所发表的论文 (63)致谢 (65)第1章绪论1.1概述近年来全球范围内环保法规的收紧，政府对涂料行业有机化合物（VOC）的排放量提出了更加严格的要求。

丙烯酸树脂和环氧树脂丙烯酸树脂和环氧树脂是两种常见的树脂材料，它们在工业和日常生活中都有广泛的应用。

本文将分别对丙烯酸树脂和环氧树脂进行介绍，并对它们的特性和应用进行比较。

一、丙烯酸树脂丙烯酸树脂是一种以丙烯酸为主要单体的合成树脂。

它具有以下特点：1. 良好的耐候性：丙烯酸树脂具有较好的耐候性，能够在室外环境中长期使用而不受紫外线、氧化和湿气的影响。

2. 良好的透明性：丙烯酸树脂具有良好的透明性，可用于制作透明的塑料制品，如各种透明容器、玻璃代替品等。

3. 良好的加工性能：丙烯酸树脂具有良好的流动性和熔融性，可通过注塑、挤出等加工工艺制备各种形状复杂的制品。

4. 良好的化学稳定性：丙烯酸树脂具有较好的耐酸碱性和抗溶剂性，能够耐受一些常见的化学物质的腐蚀。

丙烯酸树脂广泛应用于建筑、家居、电子、汽车等领域。

比如，在建筑领域，丙烯酸树脂可用于制作透明的屋顶、墙板和隔断等；在家居领域，丙烯酸树脂可用于制作家具、灯具、装饰品等；在电子领域，丙烯酸树脂可用于制作光学器件、显示屏等。

二、环氧树脂环氧树脂是一种以环氧基团为主要结构单元的合成树脂。

它具有以下特点：1. 优异的粘接性：环氧树脂具有优异的粘接性能，可与金属、陶瓷、玻璃、塑料等多种材料粘接，形成牢固的结合。

2. 良好的机械性能：环氧树脂的固化物具有优异的机械性能，具有较高的强度、硬度和耐磨性。

3. 优异的耐化学性：环氧树脂具有良好的耐化学腐蚀性，能够耐受一些强酸、强碱和溶剂的侵蚀。

4. 可调节的固化速度：环氧树脂的固化速度可以通过调节固化剂和温度来控制，以适应不同的工艺要求。

环氧树脂广泛应用于涂料、粘接剂、复合材料等领域。

比如，在涂料领域，环氧树脂可用于制作地坪涂料、防腐涂料等；在粘接剂领域，环氧树脂可用于粘接金属、陶瓷等材料；在复合材料领域，环氧树脂可用于制作航空航天部件、汽车零部件等。

三、丙烯酸树脂与环氧树脂的比较1. 物理性能：丙烯酸树脂具有较好的透明性和耐候性，而环氧树脂具有优异的粘接性和机械性能。

环氧丙烯酸树脂牌号环氧丙烯酸树脂是一种重要的化工原料和材料，广泛应用于涂料、胶粘剂、电子封装材料、复合材料等领域。

以下是几种常见的环氧丙烯酸树脂牌号及其特点。

1. E-20：E-20是一种低黄变型的环氧丙烯酸树脂，具有优异的耐化学性、耐热性和电绝缘性能。

它适用于电子封装材料、高温涂料、耐蚀涂料等领域。

2. E-51：E-51是一种高固体物含量的环氧丙烯酸树脂，具有良好的流平性和优异的耐化学品性能。

它常用于高固体物含量涂料、地坪涂料、装饰涂料等领域。

3. E-100：E-100是一种耐酸碱的环氧丙烯酸树脂，具有较高的强度、硬度和耐磨性。

它广泛用于防腐涂料、地坪涂料、食品包装材料等领域。

4. E-300：E-300是一种改性的环氧丙烯酸树脂，具有优异的粘接性能、耐冲击性和耐候性。

它常用于胶粘剂、复合材料、模塑材料等领域。

5. E-600：E-600是一种高温环氧丙烯酸树脂，具有优异的耐高温性能和耐热胀性能。

它适用于高温涂料、电子封装材料、复合材料等领域。

这些环氧丙烯酸树脂牌号各有特点，选择不同的牌号要根据具体的应用需求。

一般来说，如果需要提高涂料的硬度和耐磨性，可以选择高固体物含量的树脂；如果需要提高胶粘剂的粘接性能，可以选择改性的树脂；如果需要提高材料的耐高温性能，可以选择耐高温的树脂。

此外，环氧丙烯酸树脂的性能还可以通过添加剂进行调整。

例如，可以添加增塑剂来增加树脂的柔韧性；可以添加填料来改善树脂的强度和硬度；可以添加溶剂来改变树脂的粘度等等。

总之，环氧丙烯酸树脂广泛应用于各个领域，通过选择不同的牌号和添加剂，可以满足不同需求的应用。

在选择和使用环氧丙烯酸树脂时，需要根据具体的应用需求和材料特性进行合理搭配，以达到最佳的效果。

二聚脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂的制备及性能研究Lu Zhangyi;Wu Weidong;Fang Dawei;Nie Jun【摘要】采用可再生的二聚脂肪酸来制得改性环氧丙烯酸酯.首先将二聚脂肪酸和环氧树脂按不同比例反应得到改性环氧树脂,再通过与丙烯酸的开环反应引入丙烯酸酯基团,从而制得2种不同相对分子质量的改性环氧丙烯酸酯(ED21、ED32).用GPC表征了改性环氧丙烯酸酯的相对分子质量,对其热性能及不同条件下的光固化性能进行了研究,并与商品化双酚A二环氧丙烯酸酯(6104)进行了涂膜性能的比较研究.结果表明:改性环氧丙烯酸酯光固化过程双键转化率可以达到90％,与6104相比改性树脂涂层具有较好的柔韧性和附着力.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2019(049)002【总页数】9页(P29-37)【关键词】二聚脂肪酸;环氧树脂;环氧丙烯酸酯;光固化【作者】Lu Zhangyi;Wu Weidong;Fang Dawei;Nie Jun【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4环氧丙烯酸酯(EA)是目前应用最广泛、用量最大的光固化低聚物，它是由环氧树脂和丙烯酸开环反应制备而得。

环氧丙烯酸酯按结构分类可分为双酚A型环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化丙烯酸酯以及改性环氧丙烯酸酯，其中以双酚A 型环氧丙烯酸酯最为常用，用量也大[1-2]。

环氧丙烯酸酯固化膜具有硬度大、光泽高、耐化学药品性能优异等特点，且双酚A 型环氧丙烯酸酯是低聚物中固化速率较快的一种[3]。

但其固化膜柔性差、脆性高，可以采用具有高柔性的改性剂进行改性获得具有较高柔韧性和弯折性的环氧丙烯酸酯树脂[4-8]。

如脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂，先将少量的脂肪酸与环氧树脂中部分环氧反应，余下的环氧基再与丙烯酸反应从而得到脂肪酸改性的环氧丙烯酸酯。

或者利用环氧丙烯酸酯侧链上的羟基与异氰酸酯反应，得到聚氨酯改性的环氧丙烯酸酯[9]。

丙烯酸树脂与环氧固化剂的结合，可以产生一种具有优异性能的涂料或胶粘剂。

丙烯酸树脂作为主要成分，可以通过多种不同的合成方法进行制备，包括自由基聚合法、离子型聚合法和溶液聚合法等。

而环氧固化剂则是一种能够使丙烯酸树脂在固化过程中形成具有良好硬度和耐久性的涂层或胶层的添加剂。

丙烯酸树脂和环氧固化剂的混合物固化过程通常涉及到化学反应，包括羟基和环氧基之间的脱水反应、交联反应以及环氧固化剂中的固化剂与环氧树脂的交联反应。

这些反应能够产生网状结构，从而使涂层或胶层具有优异的机械性能和耐久性。

在丙烯酸树脂的选择上，不同的种类具有不同的特性和应用。

例如，单官能或多官能度丙烯酸树脂可用于制备涂料或胶粘剂，它们可以提供优异的附着力、耐候性、耐化学品性、耐水性和柔韧性。

此外，丙烯酸树脂还可以通过添加颜料、填料和其他添加剂来改善其性能。

而环氧固化剂的选择同样会影响最终产品的性能。

不同类型的环氧固化剂可以提供不同的固化机制和性能特点。

例如，脂肪胺类固化剂通常具有较快的固化速度和较好的耐化学品性；而芳香胺类固化剂则具有更好的热稳定性和机械强度。

此外，环氧固化剂的用量也影响涂层或胶层的性能，过多或过少的固化剂都会对最终产品产生负面影响。

在应用方面，丙烯酸树脂和环氧固化剂的混合物可以广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域。

在涂料方面，固化后的涂层具有优异的耐候性、耐化学品性、耐水性和装饰性；在胶粘剂方面，固化后的胶层具有优异的附着力、耐冲击性和耐介质性。

此外，它们还可以用于生产复合材料，以提高其机械性能和耐久性。

总的来说，丙烯酸树脂与环氧固化剂的结合可以产生具有优异性能的涂料或胶粘剂，广泛应用于各个领域。

在选择丙烯酸树脂和环氧固化剂时，需要根据具体应用和性能要求进行选择，并注意配比和反应条件的影响。

只有这样，才能制备出具有优异性能的固化产物，满足不同领域的需求。