防腐涂料用聚氨酯-环氧树脂复合乳液的合成研究

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1、湖南大学硕士学位论文防腐涂料用聚氨酯-环氧树脂复合乳液的合成研究姓名：唐义祥申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：张旭东2010-03-01硕士学位论文摘要本研究开发了一种单组分防腐涂料用聚氨酯-环氧树脂复合乳液。采用甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（Diol-1000）、二羟甲基丙酸（DMPA）和无水乙醇合成部分封端的亲水性端异氰酸基聚氨酯预聚体，将此预聚体和环氧树脂进行接枝反应，用三乙胺（TEA）中和并加水分散后用乙二胺（EDA）打开环氧基并扩链。考察了合成聚氨酯-环氧树脂复合乳液的工艺因素和配方因素，包括原料预处理、加料方式、DMPA用量、环氧树脂用量、环氧树脂羟基接枝率、中和度

2、以及乙二胺用量等对乳液和涂膜性能的影响。研究结果表明，当固态的DMPA和环氧树脂以溶解后和熔融后的液态形式加入，DMPA用量为8%～8.5%，环氧树脂用量为45%，环氧树脂羟基接枝率为95%～99%，中和度为95%～100%，环氧基开环率为100%时，乳液和涂膜性能最佳。采用激光粒度仪检测了乳液的粒径；电化学工作站测试了涂膜的极化曲线谱图，从而得出了涂膜的防腐蚀能力；综合热分析仪测试了涂膜的耐热性能；扫描电镜观察了涂膜的表明形态；盐雾实验箱测试了涂膜的耐盐雾性能。比较了不同环氧树脂用量、不同环氧树脂羟基接枝率和不同环氧基开环率的涂膜在防腐蚀性能方面的区别，发现环氧树脂用量、环氧树脂羟基接枝率和

3、环氧基开环率越高，涂膜的防腐蚀性能越好。本研究合成的聚氨酯-环氧树脂复合乳液，外观白色微透，泛蓝色，稳定性好，涂膜铅笔硬度≥2H，48h吸水率≤25％，柔韧性≤1mm，附着力1级，涂膜耐水性，耐腐蚀性能良好，可用于配制水性防腐涂料，具有良好的应用前景。关键词：聚氨酯；环氧树脂；复合乳液；接枝率；防腐涂料II防腐涂料用聚氨酯-环氧树脂复合乳液的合成研究AbstractAkindofpolyurethane-epoxyresincompositeemulsionwaspreparedthroughgraftedpolymerizationofepoxyresinwhoseepoxygroupwas

4、openedbyethylenediamine（EDA）toformcrosslinkingstructureandpartlyterminatedhydrophilicpolyurethaneprepolymer,whichwassynthesizedbyusingtoluenediisocyanate（TDI）,polyetherdiol（Diol-1000）,dimethylolpropionicacid（DMPA）andabsolutealcoholasmainrawmaterials.Technologicalandformulationfactorsofthesynthesisof

5、polyurethane-epoxyresincompositeemulsionhavebeeninspected.Theimpactsoffactorssuchasmaterialdehydration,additionmode,thecontentofDMPA,thecontentofepoxyresin,graftingratioofepoxyresin,theneutralizationdegreeandethylenediaminecontentetconemulsionandcoatingpropertieswereinspected.WhentheDMPAandsolidepox

6、yresinweredissolvedormoltenintheformofliquidtoadd;contentofDMPAwas8%～8.5%;contentepoxyresinwas45%;graftingratioofepoxyresinwas95%～99%;neutralizationdegreewas95%～100%;open-loopratiowas100%;thecompositeemulsionandfilmhavethebestproperties.Theparticlesizeoftheemulsionwasdetectedbylaserparticlesizeanaly

7、zer;thespectrogramofpolarizationcurvewasdetectedbyelectrochemicalworkstation,thenwegettheanti-corrosionoffilm;heatresistancewasdetectedbyintegratedthermalanalysis;thesurfacemorphologyofthefilmwasdetec