納米微粒改性環(huán)氧樹脂的制備及其在粉末涂料中的應用.pdf

1、環(huán)氧樹脂是一類重要的熱固性樹脂,以其優(yōu)異的粘接性能、耐磨性能、機械性能、電絕緣性能、化學穩(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,成為在膠粘劑、涂料、絕緣材料以及先進復合材料等領域得到最廣泛使用的樹脂之一。但是環(huán)氧樹脂的固化體交聯密度較高,存在內應力大、質脆、耐沖擊性和耐開裂性能較差等缺點,因此對環(huán)氧樹脂進行增韌改性十分重要。本文在研究納米微粒的分散條件,并改進和優(yōu)化一步水洗法制備雙酚A型環(huán)氧樹脂工藝的基礎上,

2、采用原位及包裹聚合的方法制得了納米微粒改性環(huán)氧樹脂,探討了納米微粒改性環(huán)氧樹脂的增韌作用機理,并研究了納米改性環(huán)氧樹脂在粉末涂料中的應用。通過激光散射法(PCS)和透射電鏡(TEM)觀察,對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定和觀察,研究了分散相、表面活性劑和測定方式等條件對微粒的粒徑及分布的影響,著重討論了兩種不同的測試方法在測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理。使用一步水洗原位及包裹聚合法進行制備納米改性環(huán)氧樹脂,研究了在納米微粒存在的條件下,反應時間、反應溫度、堿用量和濃度以及納米微粒的用量對合成的納米改性環(huán)氧樹脂的性能如環(huán)氧值、有機氯、軟化點、分子量及其分布的影響規(guī)律,結果表明納米CaCO3改性的環(huán)氧樹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)氧樹脂的可能機理。為了與原位及包裹聚合法制得的納米改性環(huán)氧樹脂進行比較,用傳統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)氧樹脂。對不同方法制備的納米CaCO3改性環(huán)氧樹脂進行了分析,結果表明用原位及包裹聚合法制備的納米改性環(huán)氧樹脂在納米材料的分散性上要明顯優(yōu)于用傳統的熔融擠出法和溶液共混法制備的樣品。對制備的納米CaCO3改性環(huán)氧樹脂進行的拉伸實驗結果表明,在納米材料的重量分數為0%-15%的

5、范圍內,納米改性環(huán)氧樹脂的斷裂伸長率隨納米材料用量的增大而增加,說明納米材料對環(huán)氧樹脂有著明顯的增韌作用。提出了納米材料增韌環(huán)氧樹脂的可能機理。使用制得的納米CaCO3改性環(huán)氧樹脂代替純環(huán)氧樹脂,制得了不同納米CaCO3含量的納米改性粉末涂料,經靜電噴涂設備制得了樣板,并測試了其性能。結果表明,經CaCO3改性后的粉末涂料在抗沖擊性能、拉伸應變和貯存穩(wěn)定性等指標上與未經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,綜合