高级木器漆专用环氧树脂固化剂的研究

论文摘要

在环氧树脂应用领域中,固化剂是不可缺少的重要组成部分,它与环氧树脂一起对固化产物的物理性能起决定作用。本课题是针对南方湿热天气研发一种新型固化剂和环氧树脂配合作为高级木器漆使用。根据工艺要求,选定脂肪胺类作为原料进行固化剂的合成改性。脂肪族多胺含有两种活泼氢原子即伯胺氢和仲胺氢,且前者的活性较高,室温下与环氧树脂反应激烈,固化收缩应力大,从而固化物性脆,易开裂,因此常用封端剂封闭一部分伯胺氢,以降低多胺类固化剂的活性。同时在固化剂中采用环氧树脂（E-51）作为扩链剂进一步提高固化剂和环氧树脂之间的相容性。本论文分别采用单环氧类化合物,丙烯酸酯类化合物对二乙烯三胺（DETA）进行封端改性。通过DSC对固化物涂膜玻璃化转变温度进行了测定,并且进一步测定了固化时间、漆膜的耐水性、拉伸强度、断裂伸长率、附着力、光泽度等性能,通过对不同封端剂改性得到的固化产物性能各项指标的对比分析,确定最优的封端剂为叔碳酸缩水甘油酯（E10）。针对在实际应用中存在的问题,我们调整了固化剂配方及合成工艺,最后得出:1、n（E10）:n（DETA）:n（E-51）=1.2:1:0.3,固含量为65%;2、反应温度第一步封端:6570℃;第二步加成:7580℃;3、在反应过程中采用滴加的方式进行加料,叔碳酸缩水甘油酯滴加时间为2030min;4、反应时间第一步封端:2h;第二步加成:2h,所得固化剂与环氧树脂配合得到的固化物性能最好。另外,通过调整溶剂、固化剂用量、添加甲基丙烯酸甲酯提高光泽、采用壬基酚提高固化速度等措施进一步优化配方。实验结果表明:1、采用配方三混合溶剂所得漆膜性能最佳;2、按照胺当量和环氧当量1.0:1.0进行固化剂和环氧树脂的配合,环氧基团并不能完全反应,其比值为1.0:1.0-1.1:1.0之间时,固化物性能较好;3、甲基丙烯酸甲酯添加量为5%时对光泽会有一定程度的提高;4、壬基酚的加入会使固化时间缩短两个小时左右,但是会使漆膜的硬度变低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 环氧树脂概况
• 1.1.1 环氧树脂的定义及发展历程
• 1.1.2 环氧树脂的分类
• 1.1.3 环氧涂料具备的显著特点
• 1.2 环氧固化剂
• 1.2.1 固化剂的定义
• 1.2.2 环氧固化剂的分类
• 1.2.3 固化反应
• 1.2.4 环氧胺类固化剂
• 1.2.5 环氧胺类固化剂的改性
• 1.2.6 固化剂改性过程中性能的影响因素
• 1.2.7 环氧胺类固化剂的发展趋势
• 1.3 影响固化反应的因素
• 1.3.1 反应物结构的影响
• 1.3.2 外在条件的影响
• 1.4 环氧漆膜的制备及固化物性能的影响因素
• 1.4.1 环氧清漆漆膜的制备
• 1.4.2 环氧树脂固化物性能的影响因素
• 1.5 研究目的及内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及设备
• 2.1.1 实验原材料
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 改性固化剂的制备
• 2.2.2 环氧清漆涂膜的制备
• 2.2.3 环氧色漆涂膜的制备
• 2.3 结构表征及性能测试
• 2.3.1 红外光谱（FTIR）测试
• 2.3.2 涂膜差示扫描量热（DSC）测试
• 2.3.3 涂膜的耐水性测试
• 2.3.4 涂膜的干燥时间测试
• 2.3.5 涂膜的拉伸性能测试
• 2.3.6 涂膜的附着力测试
• 2.3.7 涂膜光泽测试
• 2.3.8 涂膜柔韧性测试
• 2.3.9 涂膜耐冲击性能测试
• 2.3.10 涂膜硬度测试
• 2.3.11 凝胶时间的测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 多胺的选择
• 3.2 封端剂的选择
• 3.2.1 单环氧封端剂的选择
• 3.2.2 丙烯酸酯类封端剂的选择
• 3.3 改性配比的选择
• 3.3.1 二乙烯三胺和环氧树脂配比的选择
• 3.3.2 E10 和二乙烯三胺的配比选择
• 3.3.3 固含量的选择
• 3.3.4 凝胶时间与温度的关系
• 3.3.5 固化剂的储存稳定性
• 3.4 工艺条件的选择
• 3.4.1 反应温度
• 3.4.2 滴加时间
• 3.4.3 反应时间
• 3.5 溶剂的选择
• 3.6 固化剂的用量
• 3.7 光泽度的提高
• 3.8 固化促进剂的应用
• 第四章 全文主要结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢