重防腐涂料用环氧树脂的改性特点

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化学建材

２００２年

重防腐涂料用环氧树脂的改性特点

吴跃焕。杨卓如

…

（华南理工大学化工学院，

广东广州５１０６４１）

摘要：环氧树脂是重防腐涂料三大成膜物质之一，成膜的结构链节决定其防腐性能，对环氧树脂进行结构改性是提高其防腐性能的主要手段。本文探讨了对环氧树脂进行结构改性的方法与机理，并介绍其在防腐涂料中的应用。关键词：环氧树脂；改性；重防腐涂料中图分类号：１１Ｊ５６３

文献标识码：Ａ

文章编号：１００４—１６７２（２００２）０３—０００８一０５

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重防腐涂料是指能在严酷的腐蚀环境下应用并

具有长效使用寿命的涂料。重防腐涂料有两方面的含义：一是指腐蚀环境恶劣，二是指保护寿命长。是

六类具有发展前景的涂料（粉末涂料，富锌涂料，含氟涂料，鳞片涂料，导电涂料，重防腐涂料）之一…。

重防腐技术除了用于海洋构筑物外，还广泛用于化工设备、储罐和管道。重防腐涂料发展的关键是高

性能的合成树脂。为达到严酷环境下长效的目的，

对主要成膜物质合成树脂的要求是：对金属材料的

良好附着力，有良好的物理机械性能，如低的收缩力、适当的硬度、韧性和耐磨性、耐温性等；对各种介质（化工气体、酸、碱、盐和其他溶剂）有优良的耐蚀性；能有效地抵制各种介质对涂层的渗透；能在各种条件下进行方便的施工并达到对涂层厚度和涂层结

构的设计要求。目前在重防腐涂料中较常用的三大

树脂是环氧树脂、聚氨酯和含氯的乙烯类树脂。聚氨酯树脂耐候性好，但少量残存的游离异氢酸酯基

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易与环境中的潮气和水分反应，并对人体健康造成影响，且价高。含氯的聚乙烯涂料厚膜化、耐温性和耐溶剂性较差。而环氧树脂有优良的附着力和低收缩率；对水、中等酸、碱和其他溶剂有良好的耐蚀性和抗渗透性；拥有较多的固化剂使其在各种施工条件下均具有良好的成膜性能；能同各种树脂、填料和助剂良好地混溶，配制成一系列常用的重防腐涂料；易于配制成水性化和厚膜化（高固体化和无溶剂型）等无公害重防腐涂料。通过物理改性和化学改性，其耐候

性差，易粉化，高温下承受强腐蚀介质（如较强的酸、

碱和溶剂）能力差的缺点正在逐步得到改善。这一切都奠定了其在重防腐涂料中的主导地位。ｌ环氧树脂的结构与性能１．１结构

环氧树脂是平均每个分子含有两或两个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂的品种很多，主要品种是双酚Ａ型环氧树脂：

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其次还有双酚Ｆ型环氧树脂

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双酚Ｆ型粘度低，可配置无溶剂或高固体分涂料。Ｎｏｖａｌａｃ环氧树脂的环氧基含量高，可制成交联密度高的涂料，其耐热、耐溶剂性均高于双酚Ａ型环氧树脂。

１．２防腐特点

１．２．１突出的附着力…

环氧树脂分子结构中所含有的醚键（一卜）和羟基（一０Ｈ）（也包括环氧树脂与胺类固化剂固化后所生成的醚键和羟基）都是强极性基团，这些基团可以使环氧树脂分子与基材表面，特别是与金属表面之间产生很强的粘结力。优良的附着力是一种好涂料的最基本的条件。某些热固性树脂与基材表面也有良好的粘结力，但是这些树脂在固化时却有着较大的收缩力，因此固化后的涂层具有较大的内应力，从而减小了原有的附着力。环氧树脂却没有这个缺点，其附着力几乎不受固化收缩的影响，这与树脂的结构和形态有关。原因如下：

（１）环氧树脂在固化过程中，分子之间的结合键基本无变化，不像不饱和聚酯树脂，在固化时分子中的双键要变成单键，键长会发生很大的变化，因此这类树脂的固化收缩力高达ｌＯ％以上，而环氧树脂的固化收缩力则小于ｌ％。

（２）环氧树脂固化的化学反应是逐步开环的加成反应，并且在反应过程无小分子副产物生成。而酚醛树脂和呋喃树脂等，在固化中有小分子副产物生成，分子结构变化较大，因此固化收缩力也大。

（３）固化前的环氧树脂本身的密度较大，因此固化后树脂的密度差较小。

１．２．２良好的耐腐蚀性

在环氧涂料固化成膜后，由于分子中含有稳定的苯环和醚键，分子结构又较紧密，因此对化学介质的稳定性较好，如对中等浓度的酸、碱和盐等介质，基本上能长期满足大多环境的需要。另外环氧树脂涂料的耐腐蚀性能可以通过各种固化方式进行改

进。

４

然而，树脂分子中的苯键和醚键易受日光照射等的破坏，因此环氧涂膜的耐候性较差，不适用于外用涂料的表层。

２环氧树脂的改性及防腐性能

涂料的基本性能是由成膜物质决定的，而成膜物质的固有特性是由它的结构链节所决定的。含亚甲基键节的烃系树脂如酚醛树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等具有较好的耐化学药品性、耐水性和耐腐蚀性；含酯键链节的树脂如醇酸树脂等易被碱水解，发生皂化反应，故其耐化学腐蚀性较差。含醚键链节环氧树脂、酚醛树脂等具有很好的耐腐蚀性能；含酰胺链节的聚酰胺树脂、尼龙等也具有较好的耐腐蚀性能；含有机硅链节的有机硅树脂、硅醇树脂则具有较好的耐热性；含有氨基甲酸酯基链节的聚氨基‘树脂也具有较好的耐腐蚀性。但值得注意的是每种树月旨都具有多种结构和化学基团，而且各种结构和化学基团之间相互影响，再加上所遇到的腐蚀介质和腐蚀环境不同，在对成膜物质结构进行改性时，一定要具体分析。

环氧树脂涂料的成膜过程是从可溶、可熔的线型或支链分子转变成最终的不溶、不熔的体型结构的过程。热固性树脂的固化即可在加热条件下进行，也可以加人某些化学物质以参与或促进线型或支链型分子转变为体型结构，这样的化学物质称为固化剂。环氧树脂本身具有的官能团一般不会相互发生化学反应，即不会分子间交联成体型结构，只有借助于外加的固化剂使与环氧树脂中的可反应官能团反应，使环氧树脂的分子间接或直接地连接起来，逐步形成体型结构。对环氧树脂结构进行化学改性主要通过改变其固化体系来实现。环氧树脂分子中的可反应基团主要是环氧基，其次是羟基【１Ｊ。羟基固化型的环氧树脂由于反应中有小分子产生，防腐性能略次于环氧基固化型的。

（１）环氧基的反应。环氧树脂中环氧基的环，从化学结构看是一个不稳定的环，环上氧原子的电负性大于碳原子，在氧原子和碳原子之间形成的极性共价键。在不同的条件下，它可与亲核试剂发生开环反应，也可与亲电试剂发生开环反应。环氧树脂与固化剂的反应就是典型的与亲核试剂的反应。例如环氧基与伯胺的反应。

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是伯胺含有多余电子的碳原子与环氧基中带正电的碳原子相互结合成新的共价键。伯胺基上有两个氢原子（也成活泼氢原子），其中的一个与环氧基中的氧原子结合成羟基；同时生成的仲胺还可与环氧基反应，生成叔胺。。

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叔胺的胺基上虽然没有活泼的氢原子，然而其氮原子上的独电子仍可与环氧基中的碳原子结合而开环。

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新生成的烷氧基负离子是更强的亲电试剂，可以继续与另一环氧基反应。

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如此不断反应最终形成体型结构的产物。上述叔胺与环氧基的反应是环氧树脂催化固化的典型反应。此外在一定条件下，环氧基还可与羧基、酚羟基、无机酸、巯基（ＲＳＨ）和羟基等发生开环反应。他

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异氰酸酯环氧树脂这些反应是环氧树脂与其他树脂如酚醛树脂、氨基树脂和有机硅树脂进行改性或固化的基本反应，其特点是一般要在加热条件下反应才能进行，反应过程中有小分子析出。此反应可在低温下进行，

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们的共同特点是：这些基团中的活泼氢原子与环氧基上的氧原子结合生成新的羟基。

（２）环氧树脂中羟基的反应。环氧树脂分子键上的羟基可同异氰酸酯进行反应。

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是环氧涂料低温固化的基本反应。另外，环氧树脂上的羟基还可与其他树脂中的羟甲基、烷氧基、硅醇等进行缩合反应。

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２．１酚醛改性环氧树脂（提高耐溶剂、耐热性）利用酚醛树脂中的酚羟基或羟甲基和环氧基反应实现对环氧树脂的改性。含有醚键和苯环结构的酚醛树脂有较好的耐化学品及耐溶剂腐蚀性能。酚醛改性环氧树脂集酚醛树脂具有的耐水、耐溶剂、耐酸性和环氧树脂的耐碱性于一体，产生了很强的抗水性和耐化学介质性。酚醛树脂中含有的苯环结构使涂料耐热，表面硬度提高很大。但实践证明酚醛环氧型仍有很多缺点：首先作为固化剂的酚醛树脂的选择要求有一定的熔点以适应粉末储存稳定性的要求，因此选择是有所限制。其次，由于酚醛树脂脆性大，因此在配比时的用量受到限制，大量使用涂

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层变脆且固化不完全。加人大量催化剂后将增加涂膜的收缩应力，使耐蚀性下降，所以早期的防腐涂料

中必须添加增塑剂、弹性体等组分来调整涂层的韧性。第三，由于酚醛树脂用量的限制，使用时还须加人其他固化剂协同固化，这也导致涂层的耐水性下降，现在国内很少使用这种方法而代之以树脂酚类

固化剂，已取得机械性能和防腐性能的良好平衡汜ｊ。

酚类固化剂因与环氧树脂结构相似，因此相容性好，制得的涂膜耐蚀性、韧性远优于酚醛环氧体系。所以应用更加广泛。ＰＨ．１酚类固化剂固化环氧时主要是通过酚羟基和环氧基发生醚化反应交联成膜的。当然固化过程中仲羟基也能和环氧基反应。由于空间位阻效应及反应活性原因，反应极其微弱。事实上酚羟基和环氧基反应的速度较慢，实际应用中还须加入催化剂以加快反应速度。常用的催化剂有季胺类、咪唑类、硼化物等，一般咪唑较为常用。咪唑环上的亚氨基与环氧基团进行反应生成的加成物相当于叔胺起催化作用。

２．２有机硅改性环氧树脂（提高其耐高温性能）由于Ｓｉ—Ｏ键具有很高的键能（１０６ｋＪ／ｍ０１），其聚合物分子链具有高度卷曲性，利用有机硅对环氧树脂进行改性，可使热稳定性、耐候性、脆性得到明显的改善。同时因低表面自由能的有机硅敷于树脂表面，使环氧树脂的防水防油性能得以改善。一般用有机硅的一ＮＨ２、一ＯＨ、一ＯＲ与环氧树脂的环氧基进行接枝或共聚反应，以降低界面能，改善相容性。例如，硅酮树脂与环氧树脂混合制成新的耐热防腐涂料，其中硅酮中的一ｓｉ—Ｏ—ｓｉ一使涂料具有较好的热稳定性，而一ｓｉ—ｃ一则保证了涂料的固体成分‘３—６｜。

２．３聚氨酯改性环氧树脂（改善其光亮度）

聚氨酯改性环氧树脂是羟基固化型的，它具有优良的耐油、耐溶剂、耐酸碱性。其耐酸碱、耐热较乙烯漆好；耐溶剂、耐热和环氧漆相当；漆膜坚硬耐磨光亮丰满，附着力好近于环氧。

聚氨酯树脂与环氧树脂有很好的互补性，在弹性、韧性和耐磨性方面均优于环氧树脂，用聚氨酯改性环氧树脂可以克服彼此的缺点，从而将两者的优

点结合起来ＨＪｏ

聚氨酯改性互穿聚合物网络（麟）是制备特殊性能的高分子合金的有效方法。删是组成和构型不同的均聚物或共聚物的物理混合物，是特殊的多相体系。聚氨酯的高弹性、耐磨性与环氧树脂的高粘结性，可通过删技术互补与强化旧Ｊ。２．４聚硫橡胶改性环氧树脂（增加其柔韧性）环氧树脂的增韧改性一直是高分子材料专家十分关注的研究课题，目前，环氧树脂的增韧技术日臻成熟，己进入实用阶段。加入橡胶类弹性体，特别是具有活性端基的橡胶类弹性体仍然是环氧树脂的主要增韧方法［９－ｌ２｜。然而在多官能环氧树脂（强度大、模量高、耐热性好）用橡胶增韧效果不明显，耐热性却下降较多。此时热塑性塑料、热致性液晶聚合物将是优良的增韧剂，它们有着广阔的应用前景，应该得到进一步发展。如环氧基与硫醇基反应形成高分子橡胶网络结构，降低其内应力，增加它的韧性，提高耐热、耐油、耐水、耐候性及对水蒸气等介质的阻隔性，是耐油涂料，但不耐紫外线，使用温度小于８０℃。

２．５无机填料改性环氧树脂（改善其耐磨性，大大增加涂膜的屏蔽能力）

将刚性无机填料（中性玻璃片（ＧＦ）、云母、云母氧化铁（胁Ｏ）、耐蚀金属片）加入环氧树脂，可以降低涂料的成本和改善涂层性能¨３，１４｜。鳞片一般极薄，厚度仅在几个微米以下，规格在几且至２００目，它们平行排列于树脂中，当涂膜的厚度为ｌ咖时，平行排列的鳞片就有几十至几百层。作用为：①大大延长腐蚀介质的渗透过程；②由于鳞片是不连续的填充料分散于涂膜之中，因而能降低树脂固化时所产生的残余应力，大大减少了涂层的收缩，使防蚀层的微裂纹、微孔大大减少，提高了防蚀层的防腐蚀效果。

它们的缺点是：玻璃鳞片是无机材料，脆性很大，与有机高分子树脂的相容性较差；玻璃导热系数低，不利于涂层耐热性的提高；由于玻璃是透明的，不能有效地改善涂层的耐候性；不锈钢鳞片较玻璃鳞片涂料，在涂层结构致密性、耐磨性、机械强度、耐热性和耐候性方面均有不同程度的提高，但价格较高；锌铝合金鳞片具有良好的延展性，其规格容易控制，耐热性好，导热系数高，表面光线反射率高，因此耐热性和耐候性较高，但耐磨性较低。

对涂料影响最大的为鳞片添加剂和表面活性处理剂量，鳞片片径６０目左右，用量５％一４０％。太多则无规堆积，使涂层内部形成空隙、气孑Ｌ等缺陷，影响涂膜的致密性；太少则难以形成搭桥、重叠排列，则涂层的抗渗性会下降。鳞片是一种高极性的物质，易被污染，为了改善成膜树脂对玻璃鳞片的浸润性，使用前应进行处理：在７０ｑＣ，５％ＮａｏＨ溶液中浸泡３０ｒｎｉｎ，清水洗至ｐＨ＝７—８。然后在室温下，在

１２化学建材２０（）２年

ｌＯ％～２０％钛酸酯偶联剂的溶剂中浸泡３０Ｉｎｊｎ，过滤后９０℃烘干待用。

２。６水性环氧树脂

环氧树脂水性防腐涂料主要为水分散型和水乳胶型，通常以丙烯酸树脂乳液等作为主要成膜物，辅以环氧树脂、醇酸树脂等改性剂，产品性能可接近溶剂型防腐涂料的性能。典型的水乳型环氧防腐涂料以苯乙烯、丙烯酸及其酯类作单体，环氧树脂作改性剂，采用非离子和阴离子表面活性剂的｝昆合乳化剂，过硫酸钾作引发剂进行乳液聚合，得到环氧树脂一丙烯酸树脂乳液ｌｌ５｜。在涂布后，利用丙烯酸的羧基和环氧树脂的环氧基之间发生的交联反应，使涂料固化、成膜，兼有丙烯酸树脂和环氧树脂的优点，既具有良好的耐水性、耐热性、耐光性，又具有良好的附着力、耐溶剂性等优点。

水分散型防腐涂料最大特点是以水为主要溶剂代替普通涂料中的二甲苯、汽油等溶剂，不仅降低了成本，且减少了环境污染，并能防火和易于运输贮存，因而有广阔的应用前景¨６｜。合成树脂之所以能水溶，是因为在聚合物分子链上引入了亲水基团如羧基、羟基、酰胺基、醚基等，目前主要用带羧基的水溶性树脂制造水性涂料。发达国家由于对环境问题比较重视，近年来在水性涂料的研究方面投人了较大力量。环氧树脂除个别品种（如甘油型环氧树脂）外，大多数不溶于水，要制成水溶性环氧聚合物，最常见的方法是先使环氧树脂与不饱和脂肪酸酯化制成环氧酯，再以ａ，ｐ．乙烯型不饱和二元羧酸（或酐）与环氧酯的脂肪酸上的双键加成而引进羧基，最后经胺（碱）中和成盐而水溶，制得水溶性环氧酯。２．７环氧焦油沥青（提高柔韧性、耐冲击、耐水性能）

运用环氧树脂和煤沥青为基料，加以改性助剂，配制成环氧煤沥青厚浆重防腐涂料［１７＇１８］。在环氧树脂中掺人煤沥青制成环氧煤沥青厚浆重防腐涂料，不仅可降低价格，且性能可取两者的长处，既有环氧树脂的坚硬、强韧、耐化学性和附着力强等性能，又有煤沥青的柔韧性、耐冲击、耐水性。该涂料主要用于地下管道（石油管道、水管道、天然气管道）、化工设施、化工设备、贮池、气柜、水塔及海洋设备等防腐工程。环氧煤沥青重防腐涂料可分为溶剂型、厚浆型和无溶剂型，由于后两种类型含溶剂量少或无溶剂，有利于环境保护，更加受到人们重视。但无溶剂涂料粘度高，使用时必须加热降低其粘度，给

施工带来不利。’

３结语

环氧树脂涂料可以通过改变配方中的环氧树脂、固化剂及混入的颜料和填料，甚至还有稀释剂的种类，形成几十种性能各异的不同品种。环氧树脂涂料有优异的物理机械性能，最突出的是它对金属的附着力强，固化收缩率低；另外，它的耐化学药品性和耐油性也很好，特别是耐碱性非常好，成为防腐涂料的主要树脂品种。防腐涂料性能的提高仍将主要依赖于树脂的改性，这是涂料防腐性能的决定因素。这其中主要包括新型改性剂的开发、防腐机理的研究、改性荆对涂料影响的微观分析等。由于环氧树脂涂料有配方多样化的优点，其在高固体分、水性化合物溶剂化等环保型涂料的开发研制方面已经走在了其他涂料的前面，并取得较大的进展。

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收稿日期：２００１—１１—１６

作者简介：吴跃焕，讲师，在读博士生；单位地址：（５１０６４１）广州华南理工大学化工所；联系电话：（０２０）８７１１２０４５．８０５．

重防腐涂料用环氧树脂的改性特点

作者：吴跃焕， 杨卓如

作者单位：华南理工大学,化工学院,广东,广州,510641

刊名：

化学建材

英文刊名：CHEMICAL MATERIALS FOR CONSTRUCTION

年，卷(期)：2002，18(3)

引用次数：7次

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在分析钢桥面铺装层主要病害和特殊工作环境的前提下,分别采用高温车辙试验、低温小梁弯曲试验和控制应力小梁弯拉疲劳试验,研究了不同环氧树脂掺量下的环氧树脂改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能.试验结果表明:环氧树脂对这3个方面都有很大的改进效果,但改性效果和树脂的添加量并不是一个无限递增的关系,当添加量超过一定数值以后,改性的效果将趋于平稳.最后就高温、低温、疲劳3个方面分别提出环氧树脂添加量为20%,30%,30%的建议值.

2.期刊论文钱振东.罗桑.王建伟.Qian Zhendong.Luo Sang.Wang Jianwei环氧树脂改性沥青混合料性能试验研究-东南大学学报（英文版）2007,23(1)

为了解我国自主研制的环氧树脂改性沥青混合料的路用性能,采用马歇尔、劈裂、车辙、小梁弯曲和复合梁疲劳等试验,对其材料特性和路用性能进行了全面的试验研究,并与SMA10混合料的性能进行了对比研究.车辙和复合梁疲劳试验结果表明,环氧树脂改性沥青混合料具有良好的高温稳定及疲劳性能;与SMA10混合料相比,环氧树脂改性沥青混合料具有良好的抗水损害及低温抗开裂性能.研究表明,新型国产环氧树脂改性沥青混合料以其优异的性能和良好的经济优势为我国大跨径钢桥桥面铺装提供了一种新的铺装材料.

3.学位论文李志宏双酚F环氧树脂的改性研究2004

本文系统研究了含酚羟基有机烷氧基硅烷和间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂的合成工艺及其相应改性固化物的性能。用IR、VIP、液质联用仪等对合成产物进行了表征，并对固化物的性能进行了测试，分析、评价了改性效果。 间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂的最佳合成工艺是：间/双比为20：80，醚化温度是80℃，醚化时间5hrs，闭环温度为60℃，加碱速度为4g/10min；含酚羟基有机烷氧基硅烷的最佳合成工艺是间苯二酚/二甲基二乙氧基硅烷=2.4：1(摩尔比)，反应温度为110℃，反应时间为11hrs，催化剂Na用量为0.5％。 系统研究了以双氰胺为固化剂，2，4-咪唑为促进剂，间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂的固化条件及树脂固化物的性能，最佳固化体系和固化条件为：间/双比为20：80的共聚树脂，双氰胺为6％，2，4-咪唑为4％，固化温度110℃，固化时间为3hrs。 间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂综合性能优于未改性双酚F环氧树脂，其粘度(25℃，以下同)是

2.1pa.s，比单纯的双酚F环氧树脂下降了42％；玻璃化温度为165℃，比双酚F环氧树脂提高了20℃；拉伸强度为102.3MPa，比双酚F环氧树脂提高了27％；弯曲强度为11

3.6MPa，比双酚F环氧树脂下降了18％。 系统研究了含酚羟基有机烷氧基硅烷改性双酚F环氧树脂、间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂固化物的性能。其结果表明：以含酚羟基有机烷氧基硅烷改性双酚F环氧树脂，其用量为4％时，固化物的性能较佳，拉伸强度为97.8MPa，弯曲强度为167.4MPa，比未改性前分别提高了17％和21％；以含酚羟基有机烷氧基硅烷改性间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂，其用量为6％时，固化物的性能较佳，拉伸强度为10

4.34MPa，弯曲强度为132.09MPa，比未改性前分别提高了16.9％和19.36％。经有机硅改性后，固化物弯曲杨氏模量和玻璃态线性热膨胀系数均降低，内应力大幅度下降，抗开裂指数大为提高；但Tg有所降低。

4.期刊论文王德波.杨继萍.黄鹏程.WANG Debo.YANG Jiping.HUANG Pengcheng硫酸钙晶须改性聚氨酯环氧树脂的

粘接性能-复合材料学报2008,25(4)

使用硫酸钙晶须对聚氨酯环氧树脂进行改性,研究改性前后、改性条件、晶须长度及晶须加入量对聚氨酯环氧树脂粘接性能的影响,并分析了晶须对聚氨酯环氧树脂的改性机制.实验结果表明,晶须对聚氨酯环氧树脂的改性机制为裂纹在晶须/基体界面处发生偏转,从而阻碍了裂纹的扩展.当使用长度较短、经有机化处理后的晶须对聚氨酯环氧树脂进行改性时,可使改性后的聚氨酯环氧树脂对LY12铝合金的粘结强度得到较大提高,其室温剥离强度提高27%,100℃及-70℃剪切强度分别提高了39%和10%,晶须对聚氨酯环氧树脂高温性能的改善尤为明显.

5.期刊论文王平华.王文英.伍胜利.Wang Pinghua.Wang Wenying.Wu Shengli环氧树脂改性水性聚氨酯的研究-

聚氨酯工业2005,20(6)

以环氧树脂E-44与丙烯酸反应得到的乙烯基环氧树脂(VER)为原料,制备出了一种新型的环氧树脂改性水性聚氨酯树脂PUER-2乳液,比较了双键封端聚氨酯(PUV)、环氧树脂改性聚氨酯(EPU)、乙烯基环氧树脂改性聚氨酯(PUER)乳液的贮存稳定性、胶束结构及涂膜的耐水、耐化学品、力学性能等方面的差异,结果表明:采用此方法制备的环氧树脂改性水性聚氨酯树脂PUER-2明显改善了乙烯基封端的水性聚氨酯的耐水性和耐溶剂性及其膜的拉伸强度,并且克服了环氧树脂直接用于水性聚氨酯树脂改性制备的EPU乳液贮存稳定性差的不足.

6.学位论文俞豪杰环氧树脂的无机纳米微粒改性、功能化和应用研究2006

环氧树脂是一种重要的热固性树脂,以其优异的力学、粘结和绝缘等性能被广泛应用于电子、机械、建筑、轻工等领域.本文对各种纳米材料对环氧树脂的改性,新型液晶环氧树脂、有机硅环氧树脂、阻燃环氧树脂和二茂铁基环氧树脂的合成以及环氧树脂在粉末涂料、胶粘剂、生物分子固定等领域的应用等环氧树脂领域的研究热点进行了综述;开展了无机纳米微粒改性环氧树脂的制备和新型功能环氧树脂的合成研究;探索了所得环氧树脂在粉末涂料、修饰电极、自组装等领域的应用;探讨了其无机纳米微粒改性、电化学过程和自组装等的机理,取得了以下主要研究成果: 本文建立了1种通过原位及包裹聚合法制备无机纳米微粒改性双酚A型环氧树脂的新工艺,制得了系列无机纳米微粒改性环氧树脂;该工艺由于在单体聚合前加入无机纳米微粒,此时单体可以渗透到无机纳米微粒之间,在聚合过程中环氧树脂在无机纳米微粒之间及周围生成,把已分散的无机纳米微粒包裹其中,所以能够制得无机纳米微粒分散均匀的改性环氧树脂:通过对比实验发现用本工艺制得的无机纳米微粒改性环氧树脂中无机纳米微粒的分散性明显好于通过溶液共混法或熔融共混法制得的同类样品;由于分散良好的无机纳米微粒与环氧树脂分子之间具有相互作用,用原位及包裹聚合法制得的无机纳米微粒改性环氧树脂与未改性环氧树脂相比,nano-CaCO<,3>含量为15.0 wt﹪的改性环氧树脂的软化点提高了15℃、nano-CaCO<,3>的含量为10.0 wt﹪ 的固化的改性环氧树脂的断裂伸长率提高了近3倍,拉伸模量在nano-CaCO<,3>的含量为5.0 wt﹪时达到最大值,提高了18﹪;经过中试及工业化试验,实现了无机纳米微粒改性双酚A型环氧树脂的工业化生产;所得无机纳米微粒改性双酚A型环氧树脂可用作粉末涂料的原料. 采用通过原位及包裹聚合法制得的无机纳米微粒改性双酚A型环氧树脂为主要原料制得了无机纳米微粒改性环氧粉末涂料;完成了中试和扩试研究,建立了千吨级年生产能力的无机纳米微粒改性环氧粉末涂料示范生产线;所得无机纳米微粒改性环氧粉末涂料的储存稳定性达到1级、耐中性盐雾性能达到1级、反向抗冲击性能超过50 Kg.cm、断裂伸长率达到

2.9﹪、边角覆盖率达到75﹪、耐阴极剥离性能为6.8 mm,主要性能指标和同类未改性环氧粉末涂料相比有了显著提高. 合成了2种不同结构的二茂铁基环氧树脂,通过<'1>H NMR.和FT-IR对所得产物的结构进行了表征;用循环伏安(CV)法研究了所得二茂铁基环氧树脂溶液和膜的电化学行为,峰电流和扫描速率之间的关系表明其电极反应受扩散控制,符合Fick定律:根据Ozawa理论对二茂铁基环氧树脂 1,1'-二茂铁二甲酸二缩水甘油酯/双氰胺体系的非等温固化过程进行了研究,发现该固化体系的反应活化能约为531 KJ/mol;二茂铁基环氧树脂在固体火箭推进剂的燃速催化剂和修饰电极等方面表现出了很好的应用前景.合成了带含环氧基侧链和十八烷基侧链的聚(马来酸二缩水甘油酯-co-甲基丙烯酸十八酯)[P(DGMA-co-SMA)],用<'1>H NMR对所得的共聚物进行了表征;研究了其在选择性溶剂中的自组装行为,发现P(DGMA-co-SMA)/THF/EtOH体系可以通过自组装形成囊泡形自组装体和支化的管状自组装体,P(DGMA-co-SMA)/THF/H<,2>O体系最初自组装形成球形自组装体,随着陈化时间的延长,球形自组装体逐渐融合成长条形自组装体和线形自组装体;探讨了自组装过程的机理,建立了可能的自组装过程模型. 合成了1种新的二茂铁基树枝状分子4-Fc,用<'1>H NMR.和FT-IR对所得产物的结构进行了表征;用循环伏安法研究了4-Fc在不同溶剂中的电化学行为,发现溶剂的极性和溶剂形成氢键的能力会对其溶液电化学行为产生很大影响,4-Fc和溶剂氢键作用的存在使其电化学行为变得比较复杂;通过CV和UV法研究发现4-Fc对H<,2>PO<,4>.有较好的识别作用;探讨了该体系离子识别的机理.

7.期刊论文马诗纬.王钧.段华军.杨青海.MA Shi-wei.WANG Jun.DUAN Hua-jun.YANG Qing-hai酚醛改性脂肪胺环

氧树脂固化剂的性能研究-粘接2007,28(5)

用酚醛改性脂肪胺(乙二胺、二乙烯三胺)与聚醚胺作为混合固化剂固化环氧树脂,研究了聚醚胺的用量对环氧树脂凝胶时间、冲击韧性以及粘接性能的影响;并通过测试钢-钢拉剪强度研究了此结构胶粘剂的耐湿热老化性能.实验结果表明,随着聚醚胺用量的增加,环氧树脂固化体系的凝胶时间增长,树脂浇铸体的冲击韧性明显提高,粘接强度先提高再降低,最高值达到16.2 MPa;随着湿热老化时间的增加,环氧树脂固化体系的粘接性能逐渐降低.

8.期刊论文白云起.薛丽梅.刘云夫.BAI Yun-qi.XUE Li-mei.LIU Yun-fu环氧树脂的改性研究进展-化学与黏合

2007,29(4)

介绍了环氧树脂的特性和环氧树脂改性的主要趋势-提高环氧树脂的韧性,分别论述了橡胶类弹性体增韧环氧树脂、热塑性塑料增韧环氧树脂、热致液晶聚合物增韧环氧树脂、柔性链段固化剂增韧环氧树脂、无机纳米材料改性环氧树脂以及互穿网络(IPN)结构的环氧树脂体系等环氧树脂增韧改性的方法.同时,对聚氨酯的特性、用聚氨酯改性环氧树脂的六种方法以及互穿聚合物网络技术,进行了较为详细的介绍,并分析了改性环氧树脂目前存在的技术问题.

9.学位论文何坤溶液插层制备环氧树脂改性有机硅树脂/蒙脱土纳米复合材料及其性能2009

有机硅树脂具有优异的热稳定性、电绝缘性能、憎水性、耐臭氧和耐候性能，对绝大多数含水的化学试剂，如稀矿物酸的耐腐蚀性能良好，但是在固化性，黏结性，配伍性，生产成本、力学性能等方面存在着不足，限制了其应用范围，本文采用溶液插层聚合法，利用有机蒙脱土对有机硅树脂进行改性，改性有机硅树脂的机械性能、阻燃性能和耐水性能。 首先通过离子交换，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)插层进入钠基蒙脱土(Na—MMT)片层中，制备了有机蒙脱土(OMMT)。并利用X射线衍射(XRD)对钠基蒙脱土和有机蒙脱土进行了测定，结果表明，CTAB插层进入了蒙脱土的片层之间，显著增加了蒙脱土的层间距。 单一的有机硅树脂力学性能较差，因此利用E-50环氧树脂对有机硅树脂进行改性，制备了不同含量的环氧树脂改性有机硅树脂复合材料，并测定了试样的硬度、冲击强度、拉伸强度、压缩强度。研究发现：环氧树脂能在很大程度上提高机硅树脂的机械性能，当环氧树脂质量分数在30％时，其力学性能最佳，拉伸强度为1.988MPa，冲击强度1.7739kJ/m2，硬度131.4，压缩强度为12MPa。 利用溶液插层聚合法制备了不同含量的环氧树脂改性有机硅树脂插层有机蒙脱土纳米复合材料的乳液，并对其固化条件进行了研究。研究发现：当使用单纯的三乙醇胺、聚酰胺固化时，其固化周期比较长，室温固化时间达3周之久，而使用706固化剂(钛酸三异丙醇叔胺酯)和三乙醇胺联合固化，固化时间可以缩短为4小时，由于有机硅树脂为缩聚型的易发泡(温度为75℃时)，因此固化时在真空条件下进行。 对固化后的试样进行了硬度、冲击强度、拉伸强度、压缩强度，耐热性能测试，并利用XRD对不同质量分数的有机蒙脱土纳米复合材料的层间距进行测试，测试发现：环氧树脂改性的有机硅树脂分子链已经进入有机蒙脱土片层间。 对冲击后的断面利用扫描电镜进行了微观分析，表明PLs纳米复合材料的断裂是韧性断裂。通过实验确定了有机蒙脱土、环氧树脂、有机硅树脂等组分的质量分数对复合材料性能的影响，材料力学性能最佳质量分数的配比为：有机蒙脱土：环氧树脂：有机硅树脂=6：30：70。 对制备的复合材料进行了耐水性能测试以及阻燃性能的测试，研究发现随添加的蒙脱土质量的增加，耐水性能和阻燃性能增加，但是环氧树脂的加入虽然

硅树脂已经进入蒙脱土片层问，形成了明暗条纹相间的结构；整个区域中并非是完全有序的插层结构，而是基本有序、局部剥离的结构形式。有机蒙脱土片层大都以弯曲形式存在，表明蒙脱土片层在外界作用力的作用下具备一定的柔性，能够承受一定的变形。

10.期刊论文顾德亚.陈兆坤环氧树脂改性沥青混合料性能研究-广东建材2008(8)

通过车辙试验和低温弯曲试验评价对比环氧树脂改性沥青混合料和基质沥青混合料高温抗流动性和低温抗裂性,由冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验分析对比沥青混合料水稳定性,经过综合分析,得出高、低温性能和水稳定性能俱佳的环氧树脂掺量为30%.

引证文献(7条)

1.刘志.杨小刚.王犇.田边弘往.侯保荣超厚膜环氧重防腐涂料的耐中性盐雾性能研究[期刊论文]-涂料工业

2009(3)

2.刘培礼.徐春英.亓峰.王宝柱喷涂聚脲弹性体改性的研究进展[期刊论文]-聚氨酯工业 2008(5)

3.丛巍巍.周张健.宋书香.姚伟志.马垚.葛昌纯纳米填料对环氧涂料防腐耐磨性能影响的研究[期刊论文]-表面技术 2008(01)

4.沈良军高性能水性防腐蚀涂料的研制[学位论文]硕士 2005

5.孔令坡新型有机土在环氧树脂防腐涂料中的应用研究[学位论文]硕士 2005

6.孙华杰环氧树脂的改性与水性环氧防腐涂料的研究[学位论文]硕士 2005

7.郭清泉.陈焕钦重防腐涂料的发展展望[期刊论文]-化工进展 2003(09)

本文链接：https://www.360docs.net/doc/4b3650794.html,/Periodical_hxjc200203003.aspx

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