水性環(huán)氧-醇酸樹(shù)脂納米雜化材料制備與性能.pdf

1、本文為了研究環(huán)氧樹(shù)脂的固化行為及其水性涂料和復(fù)合材料的性能,通過(guò)氨催化的方法制備酚醛樹(shù)脂,自合成水性醇酸樹(shù)脂,分別與水性環(huán)氧樹(shù)脂按照不同比例混合,對(duì)其固化行為、熱降解行為和水性涂料的成膜性能進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上通過(guò)加入不同含量的硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅籠和甲基丙烯酰氧基硅籠的方法對(duì)醇酸樹(shù)脂固化環(huán)氧樹(shù)脂的復(fù)合材料進(jìn)行了改性研究,主要內(nèi)容包括:
　　1.合成水性醇酸樹(shù)脂AR和水性環(huán)氧樹(shù)脂ER,研究了AR/ER不同比例體系材料的玻璃化轉(zhuǎn)變

2、溫度(Tg)和熱降解性能,測(cè)定了復(fù)合材料的力學(xué)和電性能以及涂膜的性能。結(jié)果表明,N-N二甲基芐胺對(duì)該體系有很好的催化作用。材料的T隨著醇酸樹(shù)脂含量的增加呈現(xiàn)降低的趨勢(shì),g當(dāng)ER/AR的質(zhì)量比為5:5時(shí)Tg為64.6℃,抗張強(qiáng)度為141.67 MPa,抗沖強(qiáng)度達(dá)到120.54 kJ/m2。復(fù)合材料的表面電阻率和體積電阻率都在109～1010 KΩ,介電常數(shù)ε在1.5～1.99之間,損耗角正切tanδ在0.001-0.008之間。涂膜的硬度

3、高于4H,抗沖強(qiáng)度可達(dá)20N。
　　2.將不同含量的縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)加入到等質(zhì)量比的ER/AR體系中,研究體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、熱降解性能和電性能及其涂膜性能。結(jié)果表明,加入KH-560能夠提高材料的Tg和耐熱性能,當(dāng)加入KH-560為醇酸樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的5％時(shí),材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了5.6℃,體系的起始熱降解溫度提高了63.8℃;復(fù)合材料的表面電阻率和體積電阻率都在109～1012 KΩ,介電

4、常數(shù)ε在0.6553～0.9975之間,損耗角正切tanδ在0.0025-0.0036之間。涂膜有良好的物理和化學(xué)性能,鉛筆硬度在5H以上,附著力為一級(jí),抗沖擊性能在40N以上。
　　3.由KH-560合成了環(huán)氧基硅籠,并將不同含量的環(huán)氧基硅籠加入到等質(zhì)量比的ER/AR體系中,研究體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、熱降解性能、電性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明,加入環(huán)氧基硅籠能夠提高材料的Tg、抗張和抗沖強(qiáng)度,當(dāng)加入硅籠為醇酸樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的6

5、%時(shí),材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了5.2℃,抗沖強(qiáng)度提高了53.01 kJ/m2。復(fù)合材料的表面電阻率和體積電阻率都在108～1010 KΩ,介電常數(shù)ε在1.780～1.992之間,損耗角正切tanδ在0.0063-0.097之間。
　　4.合成甲基丙烯酰氧基硅籠,并將不同含量的甲基丙烯酰氧基硅籠加入到等質(zhì)量比的ER/AR體系中,研究體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、熱降解性能、電性能和力學(xué)性能。結(jié)果表明,加入甲基丙烯酰氧基硅籠能夠提高材

6、抗張強(qiáng)度但是沖擊強(qiáng)度會(huì)降低,復(fù)合材料的表面電阻率和體積電阻率都在10<'13>～10<'15>Ω·cm,介電常數(shù)ε在0.69～1.992之間,損耗角正切tanδ在0.0079-0.0351之間。
　　5.合成水性酚醛樹(shù)脂和水性環(huán)氧樹(shù)脂,并按照不同比例混合,研究了PFR/ER體系的非等溫固化動(dòng)力學(xué),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和涂膜的物理力學(xué)性能。結(jié)果表明,叔胺N-N二甲基芐胺可以作為該體系反應(yīng)的催化劑,不加催化劑固化反應(yīng)平均表觀活化能E