非离子型水性环氧乳液的制备工艺及性能研究

采用实验室自制的非离子型高分子乳化剂通过相反转法对环氧树脂E-20进行乳化分散来制备水性环氧乳液,对环氧树脂乳化的工艺条件进行了优化研究,并对不同条件的乳液进行了综合性能的分析。具体工艺条件包括:环氧树脂乳液体系中各物料的比例关系,乳化时体系的温度和搅拌速度。结果表明,乳化剂含量为12.5%,助溶剂含量为11.5%,乳化温度为30℃,搅拌速度为300r/min时,乳液的稳定性及漆膜的综合性能(包括漆膜的力学性能和抗腐蚀性能)佳。     

基于聚苯胺微胶囊的双重自修复防腐涂层

将乳液模板法、光聚合法以及苯胺的界面聚合相结合制备了负载亚麻籽油的聚苯胺微胶囊,并将微胶囊与水性环氧树脂涂层相结合来构筑了具有优异光热转化能力的双重自修复防腐涂层.当涂层受损后,微胶囊中的自修复剂亚麻籽油释放出来,对涂层进行修复;在近红外光(NIR)的照射下,聚苯胺可以有效地吸收光能并将其转化为热能,使涂层的温度高于其玻璃化转变温度,涂层破损处实现愈合.聚苯胺微胶囊的加入不仅赋予涂层优异的自修复能力,而且大大增强了其防腐能力.涂层的表面形貌、电化学与盐雾测试结果表明,聚苯胺微胶囊添加量为10%的涂层在NIR照射3 s内,可以实现快速闭合,恢复了其阻隔性能.此外,在300 h的盐雾测试后,涂层未产生任何的腐蚀产物,而纯涂层可以明显看到腐蚀现象.这种双重自修复防腐涂层的超快响应时间和高愈合效率以及优异的防腐性能具有潜在的应用价值.     

水性环氧树脂的研制及其固化性能研究

采用端甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、E-44环氧树脂合成了反应型环氧树脂乳化剂MeO-PEG-Ma-E-44,以相反转乳化技术制备E-44水性环氧树脂,研究了工艺条件对其性能的影响。结果表明:酯化率达98.5%的MeO-PEG-Ma-E-44,用量为E-44的ω=16.5%-20%得到的水性环氧树脂乳液最稳定。DSC和TG分析结果表明:乳化前后的E-44环氧树脂都能室温条件2h内很好的固化,固化后热性能基本不变,分解温度约在380℃,热失重率89%,其玻璃转变温度有所降低,韧性有所提高,其它性能基本不受影响。     

苯丙乳液合成反应条件优化

以苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等为单体,采用乳液聚合制备了苯丙乳液,研究了合成温度、引发剂用量、乳化剂用量、功能性单体丙烯酸用量等反应条件对苯丙乳液性能的影响,并探讨了丙烯酸单体对乳液耐酸碱稳定性的影响,确定了合成反应条件.结果表明,随着合成温度的提高,混合单体的转化率迅速增加,78℃时转化率最大(达到97.1%),而后随温度继续提高基本保持不变.混合单体转化率随过硫酸钾引发剂用量的增加呈现先增加后逐渐降低的趋势,当过硫酸钾与混合单体质量比为0.010时转化率最大,此时单体转化完全.此外,随着乳化剂用量增加,乳液的外观、钙离子稳定性、凝胶等性能都有所提高,但吸水率也相应增加.最佳合成反应条件为:合成温度为78℃,混合单体组成为15g苯乙烯、2g丙烯酸、18g丙烯酸丁酯、8g甲基丙烯酸甲酯,引发剂和乳化剂与单体质量比分别为0.010和0.035.得到的苯丙乳液在酸性条件下具有良好的稳定性.     

金红石型纳米TiO_2浆料改性氯醚树脂防腐涂层研究

用金红石型纳米TiO2对氯醚树脂防腐涂料改性,电化学阻抗考察该纳米TiO2对漆膜防腐性能的影响.结果表明,添加金红石型纳米TiO2不能明显改善氯醚树脂漆膜的附着力、柔韧性和耐冲击性能,但能提高漆膜耐紫外线老化,以及漆膜的光泽度,此外适当的添加量还能提高漆膜的防腐性能.     

醇溶性聚丙烯酸酯乳液的合成及性能研究

以丙烯酸乙酯(EA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)为主单体,采用过硫酸盐作引发剂,经预乳化乳液聚合工艺合成了聚丙烯酸酯乳液.讨论了乳化剂种类、单体种类以及功能性单体、引发剂加入工艺对乳液聚合过程及乳液产品性能的影响.结果表明:单体组成为m(MMA)∶m(EA)∶m(MAA)=45∶40∶15所得乳液聚合物能满足使用性能要求;种子引发剂加入质量控制在单体总质量的0.3%,而总的引发剂用量占单体总质量的0.8%较适宜.用差热分析仪和凝胶渗透色谱仪对乳液聚合物进行了表征.     

水性环氧复合乳化剂的合成及性能

以环氧树脂E-44、2-氨基-5-磺酸基苯甲酸、乙二醇丁醚和正丁醇为原料,合成一种新型阴离子环氧乳化剂EP-D;同时,E-44和聚乙二醇(PEG6000)以摩尔比2∶1反应,合成端环氧基非离子环氧乳化剂EP-PEG;将EP-D与EP-PEG按不同质量比复配获得不同配比的EP-D/EP-PEG水性环氧复合乳化剂。 分别研究了EP-D/EP-PEG及EP-PEG在环氧树脂中加入质量分数为6%~12%时的乳化性能及形成乳液的表面张力、电导率和胶粒的Zeta电位、粒径。 结果表明,当EP-D和EP-PEG以质量比3∶5复配,总加入质量分数为9%时,制备的环氧乳液性能最佳。 与EP-PEG形成的环氧乳液相比,复配环氧乳化剂用量少,乳液铺展性好、稳定性高,且乳液在相反转时的固含量提高了10%以上。 复配环氧树脂乳液中胶粒的Zeta电位为-41.9 mV、粒径为342 nm、表面张力为25.5 mN/m、粘度为14 mPa·s。 这表明利用乳化剂EP-D与EP-PEG复配新合成的EP-D/EP-PEG水性环氧复合乳化剂可制备稳定性好,固含量高的乳液。     

阴极电泳涂料的制备及MEQ值的测定

采用封闭的甲苯二异氰酸酯作为固化剂合成了环氧树脂阴极电泳涂料,讨论了基料树脂的合成条件,最终确定了合成树脂的反应条件为:温度80℃,反应时间为2h,并采用了简便的方法测定了槽液的MEQ值,在150v下电泳3min,得到外观平整,综合性能优良的漆膜.     

无催化剂条件下环辛烯环氧化反应的研究

以氧气为氧源,在无溶剂无引发剂条件下,研究了非催化剂体系中环辛烯环氧化反应,并考察了反应温度、时间、压力、自由基引发剂以及自由基阻聚剂对环辛烯环氧化反应的影响。实验结果表明,在无催化剂条件下,当反应压力0.60MPa,反应时间2.0 h时,在140℃的较高温度下,以分子氧为氧源,环辛烯的转化率为44.46%,环氧环辛烷的选择性可达到64.39%。     

环氧─聚氨酯阴极电泳涂料的研制

以聚酰胺改性的环氧树脂为主链，聚醚封端的异氰酸酯为交联剂，选择适当的催化剂和助溶剂，制备出了脱封温度较低，成膜时间较短，性能稳定的水溶性环氧一聚氨酯阴极电泳涂料。本文考察了反应温度，投料顺序，催化剂浓度对反应速度的影响；对影响电泳涂料性能和漆膜性能的因素进行了讨论。     

影响环氧树脂E-44相反转乳化的因素

研究了乳化剂的HLB值、乳化剂浓度、乳化温度、搅拌强度对环氧树脂E-44相反转乳化中临界含水量Rf值与乳状液稳定性的影响,探讨了环氧树脂E-44相反转机理。实验结果表明环氧树脂E-44从W/O向O/W相反转的发生与乳化剂的HLB值与浓度、乳化温度、搅拌强度等因素都有关,其Rf值随着乳化条件的不同是动态变化的。     

Zinc basic benzoate as eco-friendly steel corrosion inhibitor pigment for anticorrosive epoxy-coatings

The inhibitive properties of benzoate anion were known from many years ago but the employment of soluble compounds in anticorrosive paints is limited because their lixiviation would greatly increase coating permeability. However, it is possible to prepare insoluble metallic benzoates with certain cations. This paper describes the experimental procedure to prepare zinc basic benzoate to be employed in anticorrosive paints. The anticorrosive properties of zinc basic benzoate were assessed by electrochemical techniques (corrosion potential and linear polarization measurements). The nature of the compounds forming the protective layer was determined by different techniques, including spectroscopic ones. In a second stage, the anticorrosive properties of the pigment were evaluated by incorporating it in epoxy anticorrosive paints which, in turn, were evaluated by accelerated (salt spray and humidity tests) and electrochemical measurements (electrochemical impedance spectroscopy). The morphology and the nature of the protective layer grown under the paint film in the salt spray chamber was assessed by scanning electron microscopy (SEM) and UV–vis diffuse reflectance spectroscopy.

Experimental results showed that basic zinc benzoate was adequate to formulate epoxy anticorrosive paints with improved anticorrosive performance, especially with the water-borne binder.     

自乳化水性环氧树脂乳液的研制

利用化学改性的方法制备自乳化型水性环氧树脂乳液。采用二乙醇胺部分开环环氧树脂,并采用聚醚多胺进行扩链,制备可自分散的阳离子水性环氧树脂乳液。本文研究了乳液研制时共溶剂丙二醇甲醚、环氧树脂分子量、二乙醇胺用量、不同的聚醚多胺、聚醚多胺D-230用量、HAC用量对乳液稳定性的影响。并对乳液性能进行测试,结果表明,该乳液具有良好的贮存稳定性,VOC含量低,涂膜综合性能优良等特点,该乳液为环保型产品。     

含硅磷杂化物环氧树脂固化物性能研究

首先用γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)和亚磷酸二乙酯(DEP)反应的中间产物进行水解缩合反应,合成了一种含磷低聚硅氧烷杂化物.并用FTIR,NMR,GPC对其结构及分子量进行了表征.然后将含磷低聚硅氧烷引入到双酚A环氧树脂(E-54)制备硅磷杂化物环氧树脂的固化物.对这种含硅磷杂化物环氧树脂固化物的性能研究发现其极限氧指数为23～29,DSC分析结果玻璃化转变温度(Tg)可以达到204℃,失重5%的温度(Td)5%比纯E-54提高近20℃.该固化物具有阻燃性能,同时具有较好的热性能。     

一种新型室温固化、耐高温环氧树脂体系及其性能

采用1-己基-3-甲基咪唑四氯化铁盐([C₆mim]FeCl₄)与混合胺复配室温(20 ℃)固化双酚A型环氧树脂E-51,并与其它脂肪胺类室温固化E-51体系在力学性能、热性能、耐老化性能方面的数据进行了比较,同时分析了[C₆mim]FeCl₄不同添加量对固化体系性能的影响,结果显示:[C₆mim]FeCl₄/混合胺复配室温固化E-51体系的室温拉伸强度可达90 MPa,高温(120 ℃)下也保持了良好的力学性能,热失重(5%)分解温度为310 ℃,200 ℃老化7 d后,拉伸强度为28 MPa,是一种可在高温下使用的新型环氧树脂室温固化体系。     

一种液晶环氧增韧环氧树脂的研究

环氧树脂具有优异的机械性能 ,耐高温以及良好的加工工艺性 .被广泛用于机械、航天、船舶等领域 .由于环氧树脂固化后断裂延伸率小 ,脆性大 ,使其应用受到了一定的限制 .为此 ,国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作 .用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧 ,在交联网络中引入柔性链段[1] ;在环氧基体中加入橡胶弹性体[2 ] 、热塑性树脂[3 ,4] 、液晶聚合物[5,6] 等分散相或用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构[7] ,以改善环氧树脂的韧性 .本文采用液晶环氧化合物原位复合增韧环氧树脂 ,考察了液晶环氧对环…     

Preparation,Characterization, and Evaluation of the Anticorrosion Performance of Submicron/Nanocarbon from Jute Sticks

Jute stick, one of the most commonly and abundantly available agricultural waste product, was converted to a value-added submicron/nano jute carbon by using pyrolysis and high-energy ball milling techniques. The submicron/nano jute carbon was characterized using FE-SEM, TEM, EDS, XRD, XPS and Raman spectroscopy. The anticorrosive performance of the submicron/nano jute carbon was investigated through electrochemical impedance spectroscopy (EIS), potentiodynamic polarization (PDP) and salt spray techniques, on mild steel plates coated with a mixture of epoxy resin and the submicron/nano jute carbon. The electrochemical impedance of the steel coated with the composite coating was two orders of magnitudes higher than that of the specimen coated with neat epoxy. Consequently, the corrosion rate of specimens coated with composite coating was 13–20 times higher than that of steel coated with neat epoxy coating. The salt spray results also indicate an improvement in the corrosion resistance performance of the composite coating compared to the neat epoxy. The uniform distribution of the submicron/nano jute carbon particles in the epoxy resin improved the denseness of the composite coating by acting as a barrier against the diffusion of chloride, moisture, and oxygen, thus, improving the corrosion resistance of the developed coating.     

自由体积与亲水性对环氧涂层防护性能的影响

报道了涂层聚合物自由体积和亲水性对涂层腐蚀防护性能影响的初步研究结果.实验表明,相对于自由体积,树脂的亲水性是决定树脂吸水率的更主要因素.低亲水性涂层腐蚀防护性能的提高主要源自到达涂层/金属界面的水量的显著降低.但由于采用活性酯固化的环氧树脂涂层中水通道的尺寸相对较大,水合离子扩散较容易,因此该类涂层覆盖下的金属基体被润湿部分的腐蚀趋势反而较一般涂层为大.     

Incorporation of Reactive Corrosion Inhibitor in Waterborne Acrylic Polyurethane Coatings and Evaluation of its Corrosion Performance

Hydroxyl-epoxy phosphate (HEP) as a reactive corrosion inhibitor was innovatively synthesized by the reaction of bisphenol A epoxy resin with phosphoric acid. HEP was mixed with hydroxyl acrylate resin, and crosslinked with waterborne isocyanate curing agent, which was used to form waterborne HEP/acrylic polyurethane composite (HEP-APU) coatings on Q235 steel surfaces. Electrochemical impedance spectroscopy and polarization curves were applied to analyze the corrosion behavior of the HEP-APU coatings in 3.5wt% NaCl solutions. The results indicated that the HEP-APU coatings show a superior passivation property and efficient corrosion protection of Q235 steel. The waterborne acrylic polyurethane coating containing 0.5wt% HEP exhibited the best corrosion performance among all the coating specimens. The improved flash-rust resistance can be attributed to the introduction of the phosphate group which could form phosphate film on the steel substrate.