乳液聚合制备水性环氧固化剂及其性能研究

发布时间：2021-08-28 03:17

　　在水性环氧涂料体系中,水性固化剂至关重要,可分为水溶型和乳液型,市面上应用较多的为水溶型固化剂,但水溶型固化剂的亲水基团含量较高,易对后期漆膜性能产生不利影响;乳液型固化剂和环氧乳液的相容性好,在控制合适的乳化剂用量下可得到耐性很好的固化漆膜,但乳液型固化剂的贮存稳定性较差,使其应用范围受限。本文旨在开发一种新型的方法来制备结构设计性强且稳定性好的环氧固化剂乳液,将其与环氧树脂配制成双组分水性环氧清漆后进行固化动力学研究和固化性能研究。（1）硫醇类环氧固化剂乳液的制备以二烯类单体和多元硫醇化合物为原料,采用巯基-烯乳液聚合制备了一系列硫醇类环氧固化剂乳液,系统地探究了对硫醇类环氧固化剂乳液性能的影响因素。结果表明:设计硫醇类环氧固化剂乳液的固含为42%,当引发剂用量为0.5%,乳化剂用量为4%,在聚合温度为85℃,反应4h后,硫醇类固化剂乳液的单体转化率较高,粒径较小,贮存、钙离子稳定性优异。其中,TH固化剂中的单体为三羟甲基丙烷三（3-巯基丙酸酯）与1,6-己二醇二丙烯酸酯,PH固化剂中的单体为季戊四醇四（3-巯基丙酸）酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯,TD固化剂中的单体为三羟甲基丙烷三... 

【文章来源】：江西科技师范大学江西省

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【学位级别】：硕士

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直接乳化法制备水性环氧固化剂乳液示意图

第一章绪论5图1直接乳化法制备水性环氧固化剂乳液示意图Figure1Schematicdiagramofpreparationofaqueousepoxycuringagentemulsionbydirectemulsification肖淑欣等[26]在常温条件下，往乙二胺中加入定量的环氧树脂E-51，控制乙二胺和E-51物质的量的比2:1，滴完后，反应至体系环氧值稳定，加水乳化后制得水性环氧固化剂，当胺基的中和度调为50%时，固化剂与水性环氧树脂乳液的相容性较好，固化剂与环氧树脂按胺氢与环氧基物质的量比1:1制备涂膜，铅笔硬度达到2h，耐水性和耐酸碱性都较好。直接乳化法制备出的水性环氧固化剂乳液，工艺比较简单，成本比较低廉，乳化剂的加入量较少，是一种不经过化学改性制备水性环氧固化剂的方法，但制备出的水性环氧固化剂乳液粒径比较大，且粒径分布较宽，贮存稳定性也相对较差，一般只能稳定存放7~10d，从而影响其使用性能，所以这类制备方法在实际中很少应用。1.3.2相反转法相反转法[27]是将原料与合适的乳化剂充分混合均匀，在高速分散机作用下慢慢地向体系中加入去离子水，随着去离子水量的增加，整个体系的粘度逐渐开始降低，由油包水转变成水包油的状态，形成均匀稳定的水可稀释体系。其原理如图2所示，在这里也是依靠外加乳化剂，不经过化学改性，用物理乳化的方法来制备的。图2相反转法制备水性环氧固化剂乳液示意图Figure2Schematicdiagramofpreparationofaqueousepoxycuringagentemulsionbyreverseconversionmethod

第一章绪论7将混合液超声或通过高效均化器，使之分散为亚微米（50~500nm）级的单体液滴，形成稳定的细乳液；（3）引发单体聚合，在细乳液共聚体系中，珠滴成核及珠滴内聚合，减少了单体在连续相的扩散，使单体能够保持正常的竞聚率，不再依赖单体在水相中的溶解度和扩散速率，从而使共聚体系中单体组合更加方便，高疏水性单体也适用，可合成出各类品级的聚合物乳液[35]，拓展了细乳液聚合的实施范围。图3细乳液聚合的原理示意图Figure3Schematicdiagramoftheprincipleofminiemulsionpolymerization细乳液聚合除具常规乳液聚合的大部分优点外，还具有其独特的优点[36]：①在一定条件下，乳化液稳定性高，可提高产率；②粒径比常规乳液聚合小，可通过调整助乳化剂加入量对粒径进行控制和调节；③反应速率平缓，热量可缓慢释放，在工业生产中容易控制。此外，细乳液聚合也可用于制备有互穿结构的聚合物（IPN），提高耐溶剂性和其他性能。细乳液聚合技术已表现出许多优势，有较好的工业应用前景，对细乳液聚合的研究具有很好的理论和实践意义，因此，对细乳液聚合的开发和深度研究一直没有停止过。目前国内外关于用细乳液聚合法制备水性环氧固化剂的文章和专利报道极少，而国内更是没有。细乳液聚合法解决了以上方法的弊病，其有着足够的动力学稳定性、制备工艺简单、安全环保等优势。这种新的方法去制备特殊结构聚合物和聚合物分散体，引起了高分子等领域的多方关注和深度研究。1.4水性环氧固化剂的应用领域


本文编号：3367678