海洋環(huán)境下高耐蝕涂層用水性聚氨酯及其復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、海洋環(huán)境腐蝕嚴(yán)重縮短金屬工程材料的使用壽命，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患，涂層防護(hù)是防止和控制金屬腐蝕的最常見(jiàn)的措施之一。由于技術(shù)及成本的限制，市場(chǎng)上應(yīng)用較多的海洋防腐涂料仍然具有毒性，對(duì)人的生理健康和海洋生態(tài)造成損害。本文利用水性聚氨酯(WPU)分子的可設(shè)計(jì)性，合理選用功能共聚單體，成功制備了一系列海洋氣候條件下功能性WPU及其復(fù)合材料，并測(cè)試表征了WPU乳液及涂層的綜合性能。
　　以雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-44、聚醚多元醇N210

2、和N220、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)為主要原料，制備了一系列環(huán)氧樹(shù)脂改性聚氨酯(EPU)水乳液。FT-IR測(cè)試確認(rèn)了環(huán)氧改性聚氨酯的結(jié)構(gòu)。考察了環(huán)氧樹(shù)脂E-44含量、聚醚多元醇分子量、擴(kuò)鏈劑種類和成膜熱烘溫度對(duì)EPU乳液及涂膜性能的影響，確定了最佳配方，當(dāng)以聚醚N210為大分子多元醇，BDO為擴(kuò)鏈劑，環(huán)氧樹(shù)脂E-44含量為10 wt％，EPU乳液及涂膜的綜合性能最佳，當(dāng)乳液成膜熱烘溫度為80℃時(shí)，獲得的涂

3、層綜合性能最佳。
　　采用兩步法，先以E-44、N210、IPDI、DMPA、HEA等為主要原料制備以碳碳雙鍵封端的環(huán)氧樹(shù)脂改性聚氨酯(EPU)水乳液;然后在EPU粒子中引入MMA與BA的混合丙烯酸酯單體，通過(guò)乳液共聚的方法，制備了環(huán)氧樹(shù)脂-丙烯酸酯改性聚氨酯(EPUA)水乳液。FT-IR測(cè)試確認(rèn)了聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸酯間發(fā)生化學(xué)化應(yīng);TEM結(jié)果證實(shí)EPUA粒子形成了以聚丙烯酸酯(PA)為核，EPU為殼的核殼結(jié)構(gòu);熱重分析和力

4、學(xué)拉伸測(cè)試表明PA的存在可明顯增加涂膜的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能;涂層的耐腐蝕性高度依賴于PA的含量，當(dāng)PA含量為30 wt％時(shí)，EPUA涂膜在5％ NaCl溶液中耐腐蝕性最佳。
　　先以改良Hummers法制備氧化石墨烯(GO)，然后用二乙基甲苯二胺(DETDA)對(duì)GO進(jìn)行改性，獲得功能化氧化石墨烯(DETDA/GO)，最后將DETDA/GO、EPU、丙烯酸酯單體共同進(jìn)行乳液聚合，制備改性氧化石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧-聚氨酯-丙烯酸酯(DETD