納米微粒改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備及其在粉末涂料中的應(yīng)用.pdf

1、環(huán)氧樹(shù)脂是一類(lèi)重要的熱固性樹(shù)脂,以其優(yōu)異的粘接性能、耐磨性能、機(jī)械性能、電絕緣性能、化學(xué)穩(wěn)定性能、耐高溫性能,以及低收縮率,易加工成形性和低廉的成本等優(yōu)點(diǎn),成為在膠粘劑、涂料、絕緣材料以及先進(jìn)復(fù)合材料等領(lǐng)域得到最廣泛使用的樹(shù)脂之一。但是環(huán)氧樹(shù)脂的固化體交聯(lián)密度較高,存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆、耐沖擊性和耐開(kāi)裂性能較差等缺點(diǎn),因此對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行增韌改性十分重要。本文在研究納米微粒的分散條件,并改進(jìn)和優(yōu)化一步水洗法制備雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂工藝的基礎(chǔ)上,

2、采用原位及包裹聚合的方法制得了納米微粒改性環(huán)氧樹(shù)脂,探討了納米微粒改性環(huán)氧樹(shù)脂的增韌作用機(jī)理,并研究了納米改性環(huán)氧樹(shù)脂在粉末涂料中的應(yīng)用。通過(guò)激光散射法(PCS)和透射電鏡(TEM)觀察,對(duì)TiO2、 CaCO3、 CeO2、 BaSO4等納米材料在不同的分散體系中的分散狀況及粒徑作了測(cè)定和觀察,研究了分散相、表面活性劑和測(cè)定方式等條件對(duì)微粒的粒徑及分布的影響,著重討論了兩種不同的測(cè)試方法在測(cè)定納米材料粒徑及分布中的區(qū)別和表面活性劑在納

3、米粒子制備中的作用機(jī)理。使用一步水洗原位及包裹聚合法進(jìn)行制備納米改性環(huán)氧樹(shù)脂,研究了在納米微粒存在的條件下,反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、堿用量和濃度以及納米微粒的用量對(duì)合成的納米改性環(huán)氧樹(shù)脂的性能如環(huán)氧值、有機(jī)氯、軟化點(diǎn)、分子量及其分布的影響規(guī)律,結(jié)果表明納米CaCO3改性的環(huán)氧樹(shù)脂在綜合性能上最為理想。較好的制備工藝是:M環(huán):M雙=1.33;MNAOH:M環(huán)=1.3:堿濃度為10％;80℃保溫1.5h,90℃保溫4.5min。并提出了原位及包

4、裹聚合法制備納米改性環(huán)氧樹(shù)脂的可能機(jī)理。為了與原位及包裹聚合法制得的納米改性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行比較,用傳統(tǒng)的熔融擠出法和溶液共混法制備了相同納米CaCO3含量的納米改性環(huán)氧樹(shù)脂。對(duì)不同方法制備的納米CaCO3改性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行了分析,結(jié)果表明用原位及包裹聚合法制備的納米改性環(huán)氧樹(shù)脂在納米材料的分散性上要明顯優(yōu)于用傳統(tǒng)的熔融擠出法和溶液共混法制備的樣品。對(duì)制備的納米CaCO3改性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行的拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在納米材料的重量分?jǐn)?shù)為0%-15%的

5、范圍內(nèi),納米改性環(huán)氧樹(shù)脂的斷裂伸長(zhǎng)率隨納米材料用量的增大而增加,說(shuō)明納米材料對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂有著明顯的增韌作用。提出了納米材料增韌環(huán)氧樹(shù)脂的可能機(jī)理。使用制得的納米CaCO3改性環(huán)氧樹(shù)脂代替純環(huán)氧樹(shù)脂,制得了不同納米CaCO3含量的納米改性粉末涂料,經(jīng)靜電噴涂設(shè)備制得了樣板,并測(cè)試了其性能。結(jié)果表明,經(jīng)CaCO3改性后的粉末涂料在抗沖擊性能、拉伸應(yīng)變和貯存穩(wěn)定性等指標(biāo)上與未經(jīng)改性的粉末涂料相比均有了很大提高。在納米材料用量為3%-5%時(shí),綜合