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《武汉理工大学》 2007年
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聚氨酯改性水性环氧防腐涂料的研究

叶发银  
【摘要】: 环氧树脂的水性化和聚氨酯对其的改性、以及水性防腐涂层体系的研究,不仅具有理论价值,而且具有重大的应用价值和环境意义。水性防腐涂料的技术难度较大,目前仅在起步阶段。其中,乳液的稳定性、涂膜的耐水性、湿附着力以及力学强度等方面的关键技术有待突破。针对水性防腐涂层体系的关键技术难点,通过对水性涂料树脂的结构与性能之间关系的研究,设计并制备了稳定性优良的复合乳液;研制了水性底漆、水性中涂漆和水性面漆三层配套的水性防腐涂层体系,改善了涂膜的物理机械性能和防腐性能。 主要研究内容和结论如下: (1)采用交联改性技术、复合树脂改性技术相结合的方法,制备了具有微凝胶结构的聚氨酯.环氧树脂复合乳液。通过FTIR、TEM、GPC、粒径分布测试等技术,对合成过程和乳胶粒形态进行表征。环氧树脂在复合树脂中的质量分数可达20.0%,乳液稳定性不受影响,高于文献报道值,所得清涂膜的物理机械性能和防腐性能优良。 (2)合成了两种核壳结构的聚氨酯.聚丙烯酸酯复合乳液,其一为交联型核.壳乳液,平均粒径为330.0nm;其二为以微凝胶为核的核.壳乳液,平均粒径为27.2nm。两种复合乳液为单分散乳液,按一定比例共混制得二元分散型核壳乳液。结果表明,在大/小粒子质量比为70/30时,二元分散型乳液有低粘度、低MFT(13.2℃)和较好的物理机械性能。 (3)对水性涂层体系进行了初步研究。以自制的聚氨酯-环氧树脂复合乳液研制水性双组分涂料,可作为钢结构基材阴极电泳底涂的中涂配套,也可以单独作为钢结构基材的底涂和中涂;以自制的聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液研制水性单组分涂料作面涂,均可实现室温固化,主要性能指标符合防腐涂层的要求。 本论文的创新点: (1)设计出具有微凝胶结构的乳胶粒子。通过溶液聚合法,制备了具有微凝胶结构的聚氨酯-环氧树脂复合乳液;通过乳液聚合法,制备了具有微凝胶结构的聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液。这两种复合乳分散稳定性好(常温贮存6个月以上),且生成的涂膜附着力可达1级、柔韧性小于1mm、耐冲击性大于50kg·cm。 (2)通过分子结构设计,优化特征扩链剂和内交联剂的配方组合,使环氧树脂在复合树脂中的质量分数达到20.0%,乳液稳定性不受影响,高于文献报道值(低于12.0%),解决了粒径、黏度和贮存稳定性间的矛盾。 (3)从乳液的形态学着手,将粒径大小之比约为1∶10的两种单分散核壳型聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液,按一定比例复配成二元分散复合乳液,改善了涂膜的耐水性(>720h)和耐化学试剂性能(>360h)。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ637

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