Ⅱ型水性环氧体系的固化程度研究

以差示扫描量热（DSC）为主要研究手段，通过对涂膜的玻璃化转变温度的分析，研究了乳胶粒粒径、固化温度和固化剂的活性对Ⅱ型胺-水性环氧双组分体系固化程度的影响。研究发现，水性环氧树脂乳胶粒粒径越小，水性环氧体系的固化程度越高；Ⅱ型水性环氧体系的固化存在最佳的固化温度，在此温度下，体系的固化反应程度最高，涂膜的综合性能最佳；仲胺类固化剂与环氧树脂乳胶粒的固化程度比伯胺类固化剂的高。     

基于 1，3-环己二甲胺水性环氧固化剂的合成与性能

以 1,3-环己二甲胺（ 1,3-BAC）和三乙烯四胺（ TETA）作为基础胺,聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）、环氧树脂（E51）为扩链剂,正丁基缩水甘油醚（BGE）为封端剂,合成 1,3-BAC水性环氧固化剂。探讨了最佳的反应条件,采用红外光谱（ FT-IR）、差示扫描量热仪（ DSC）对水性环氧固化剂进行了分析与表征,并考察了水性环氧固化剂的固化性能。结果表明：合成了 1,3-BAC水性环氧固化剂; DSC表明水性环氧固化剂与环氧树脂 E51固化时,其表观活化能 △E低于 60 kJ/mol,具有室温固化特性。在活泼氢与环氧基物质的量比为 1. 1∶1时,固化 7d后涂膜硬度 2H,附着力 1级,柔韧性 1 mm,室温浸水 240 h漆膜表观完好,耐酸碱性优异。     

军用水性环氧四防漆配方设计及制备研究

采用水性环氧乳液和水性胺固化剂为成膜物，添加导电炭黑等填料制备了水性四防（防静电、防盐雾、防湿热、防霉菌）漆，当炭黑添加量为 13%、颜基比为 0. 80、环氧基 /胺氢物质的量比为 1. 1∶1时，涂层具有良好的四防功能。此外，对分散剂、消泡剂进行了优选，能够实现炭黑在研磨分散过程中的稳定分散及快速消泡，从而避免了涂料在制备及成膜过程中的缺陷。水性环氧四防漆以水为分散介质， VOC含量低，安全环保，有望替代现有溶剂型四防漆应用于军用领域。     

水性环氧树脂涂料固化机理的研究

以自制水性环氧树脂固化剂与自制的 E型非离子型水性环氧树脂乳胶混合，于室温下固化交联，观察固化效果与涂膜性能，探究其固化机理，并提出固化模型，以期指导固化剂的结构设计。利用粒径分析、激光共聚焦显微镜（LSCM）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等测试方法，对其固化过程和固化效果进行了表征。结果表明：固化剂胶粒吸附于水性环氧树脂胶粒表面，随水分挥发，二者相互扩散、融合、交联，但扩散快于交联，最终固化均匀完全，涂膜致密均一。     

用蓖麻油合成内交联水性聚氨脂的研究

用甲苯二异氰酸酯（TDI），聚醚N-220（Mn=2000），二羟甲基丙酸（DMPA），蓖麻油（C.O）反应合成水性聚氨酯。讨论了NCO/OH摩尔比，亲水单体（DMPA）含量，蓖麻油含量对水性聚氨酯（WPU）耐水性、力学性能、涂膜手感、接触角的影响。     

纳米纤维素晶须改性羧酸型水性聚氨酯的合成及性能

以蓖麻油（CO）、22双（羟甲基）丙酸（DMPA）、异佛尔酮二异氰酸酯聚氨酯（IPDI）为主要原料合成了植物油基水性聚氨酯（WPU）,通过酸解法制得的纳米纤维素晶须（CNC）与WPU超声物理共混,利用纳米纤维素晶须与WPU基体之间强烈的氢键作用制得纳米复合材料（WPU/CNC）涂膜。通过红外光谱、粒径分析、扫描电子显微镜、热失重分析、超热扫描量热分析等方法来测试涂膜的性能。研究表明,在CNC的添加量为0.25 %（质量分数,下同）时,可获得分散性良好及性能优异的聚氨酯涂膜,纳米复合材料的拉伸强度从17.56 MPa增强到27.96 MPa;并且涂膜的热稳定性,硬段的分解温度及软段的玻璃化转变温度（Tg）也得到了很好的改善。     

双组分水性聚氨酯涂料的合成与表征

随着环境法规对涂料的挥发性有机化合物（VOC）含量的限制，高性能与低VOC含量相结合的双组分水性聚氨酯涂料成为涂料工业发展的趋势。采用三羟甲基丙烷（TMP）为扩链剂合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体多元醇，与多异氰酸酯固化剂组成双组分水性聚氨酯涂料。研究发现双组分涂膜的机械性能和外观是由合成的水性聚氨酯多元醇的扩链剂（TMP）含量，中和度，中和工艺和双组分涂料的配比等决定的。当扩链剂含量为2％－4％，中和度为100％，NCO:OH=1．0－1．2时所得双组分水性聚氨酯涂膜外观好，快干，硬度高和施工方便。     

丙氨酸与苯丙氨酸复合改性的水性环氧树脂制备及性能研究

以相对分子质量低的环氧树脂E－51为原料,丙氨酸（Ala）与苯丙氨酸（Pha）为复合改性剂,制备出稳定的水性环氧树脂,采用红外光谱（FT-IR）、化学滴定等方法对产物进行了表征和分析,优选了综合性能优良的固化剂与制备的水性环氧树脂固化成膜,同时对涂膜性能进行测试。结果表明：适宜的反应温度为90℃,反应时间为100min;当复合改性剂n（Alal：n（Pha）=2：3时,此时制备的水性环氧树脂,与汉中H228Z水性环氧固化剂固化所形成的涂膜具有最优的综合性能,涂膜附着力1级,柔韧性1mm,耐冲击性40cm,铅笔硬度5H,耐酸性（5％Hcl）24h,耐碱性（5％NaOH）72h。     

新型非离子型自乳化水性环氧树脂固化剂的合成与表征

采用十八胺与乙二醇二缩水甘油醚反应,制得一种两端为环氧基,中间氮原子上接有长疏水烷基链的功能性双环氧基化合物,再用脂三乙烯四胺对该化合物进行封端,制得一种非离子型水性环氧固化剂.研究表明:由于该固化剂具有疏水效果的长烷基链和亲水效果的羟基、胺基、醚键,从而使得该固化剂具有表面活性剂的结构.因此相对其他水性固化剂来讲,该固化剂不仅仅不需要采用中和剂就具有亲水性,且其对环氧树脂有良好的乳化效果.该固化剂与液体环氧树脂所制备的双组分室温固化涂膜性能优良,具有优异的铅笔硬度、耐冲击性和耐化学性.同时该固化剂含有较长的柔性烷基链,所以固化后的环氧树脂将有较好的柔韧性.     

水性涂料体系配方设计对“湿碰湿”涂装配套性的影响

介绍了一套防护性能优异的水性双组分环氧底漆和水性双组分聚氨酯面漆的复合涂料体系,探讨了底漆环氧树脂、胺类固化剂、底漆颜基比（P/B）、面漆羟丙树脂、异氰酸酯固化剂以及环保助溶剂对“湿碰湿”涂装配套性和复合涂膜外观及性能的影响。结果表明：底漆甲组分选用表干时间和硬度较好的 DB4253水性环氧树脂配合 A和 C的复合胺类固化剂乙组分作为主体成膜物,颜基比为 2. 0,m（甲组分） ∶m（乙组分） =7∶1,干膜厚度控制在（ 55±5）μm;水性羟基丙烯酸树脂为 Antkote. 2033,HDI固化剂为 DNW-5500/Aquolin. 280（质量比 2∶1）和复配助溶剂 DPnB/PGDA（质量比 1∶1）组成的面漆体系,能够满足大型机械设备“湿碰湿”配套涂装的工艺和性能要求。     

新型非离子型水性环氧固化剂的合成及性能研究

为提高水性环氧涂料的固化性能和适用期,以自制聚酰胺和生物基戊二胺为起始原料,聚乙二醇二缩水甘油醚（ PEGGE）为亲水链段,双酚 A型环氧树脂（ E-51）为疏水链段,邻甲苯缩水甘油醚（ CGE）为封端剂制备了非离子型低温水性环氧固化剂,并与自制水性环氧乳液复配制得双组分水性环氧涂料。考察了环氧固化剂合成工艺参数及涂膜各项性能。结果表明：该固化剂含有较长的柔性脂肪烃碳链和聚醚链段能够提高涂膜的柔韧性;双酚 A型环氧树脂参与扩链反应能够解决与乳液不兼容等问题;苯环结构增加了涂膜的硬度;涂膜室温固化后性能优异,具有良好的物理机械性能、耐水性、耐酸碱性和耐盐雾性。     

蓖麻油衍生物水性聚氨酯树脂的合成及性能表征

用蓖麻油制备了蓖麻油衍生物,将蓖麻油衍生物用于合成改性水性聚氨酯。与标准品对比后的结果表明,蓖麻油衍生物能提高水性聚氨酯涂膜的交联密度、模量和拉伸强度,改善涂膜的耐水性和耐溶剂性能。用合成的改性水性聚氨酯树脂制备的涂膜外观好,具有良好的干燥性,能代替溶剂型单组分水性聚氨酯涂料。     

水性环氧树脂涂料及其固化机理的研究

通过对环氧树脂室温固化剂三乙烯四胺进行封端、加成、成盐等一系列改性,制得自乳化水性环氧树脂固化剂;与低相对分子质量的液体环氧树脂混合后,获得了水性环氧树脂涂料。研究了不同封端剂对固化剂乳化性能的影响以及与环氧树脂配成涂料后对涂膜性能的影响,并通过对固化成膜过程的观察,阐述了水性环氧体系固化机理。获得的涂料乳液粒径小于2μm;涂膜硬度>0.7;附着力1级;涂膜具有良好的透明性、耐水性及耐化学药品性。     

高强度快速固化聚氨酯水泥砂浆

采用蓖麻油和TDI为原料,制得预聚体,以甘油和催化型多元醇为固化剂,水泥、砂或生石灰为填料,制得了高强度快速固化高弹性聚氨酯水泥砂浆。讨论了固化剂组成对强度和固化时间的影响及填料对强度、可压缩性,回弹性和老化等性能的影响。该材料已用于工程堵漏、防渗等,效果良好。     

环氧改性水性聚氨酯涂料的合成与性能研究

采用环氧树脂与聚醚、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲苯二异氰酸酯（TDI）反应制备水性聚氨酯涂料。研究发现随着所用的环氧树脂的环氧值的降低，改性水性聚氨酯涂膜的硬度和拉伸强度逐渐提高，断裂伸长率则随着降低。选用环氧值为0．44的环氧树脂所合成的改性水性聚氨酯的涂膜硬度达到玻璃硬度0．70；随着环氧树脂添加量增大，涂膜机械性能增加。采用后添加环氧树脂的合成工艺，可制备贮存稳定的水性聚氨酯乳液；凝胶渗透色谱（GPC）分析表明环氧树脂改性水性聚氨酯提高了聚氨酯的分子量。性能测试表明环氧改性水性聚氨酯涂料具有涂膜硬度高、耐水性好和耐溶剂性好等优点。     

环氧基四配位硅改性水性聚氨酯及性能分析

通过二步法制备了环氧基四配位硅（ETCS）改性水性聚氨酯，研究了n（-NCO）：n（-OH）、二羟甲基丙酸（DMPA）的含量、ETCS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响，确定了n（-NCO）：n（-0H）在1．5-1．7之间，DMPA质量分数在5％左右，ETCS质量分数小于3％时制得的乳液外观呈蓝光半透明，粒子半径小，稳定性高；涂膜耐热性高、吸水率低。实验证明ETCS作为扩链剂比乙二胺作扩链剂时合成的水性聚氨酯各方面性能均有提高。     

双羟基四配位硅改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能

通过二步法制备了双羟基四配位硅（DHTS）改性水性聚氨酯，研究了n（NCO）／n（OH）、二羟甲基丙酸（DMPA）的含量、DHTS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响。结果发现，确定n（NCO）／n（0H）在1．5～1．7之间，DMPA质量分数在5％左右，DHTS质量分数为2．6％时，制得的乳液外观呈蓝光半透明，稳定性高；涂膜耐热性高、吸水率低。与乙二胺作扩链剂时相比，用双羟基四配位硅作扩链剂合成出来的水性聚氨酯各方面性能均有所提高。     

水性双组分聚氨酯外墙罩光清漆的研制

水性双组分聚氨酯涂料兼有溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC（挥发性有机化合物）特点,成为当前涂料研究的热点和发展方向。以核壳结构的羟基丙烯酸乳液为主要成膜物质,以水性异氰酸酯为固化剂,制得水性双组分聚氨酯外墙罩光清漆,所得涂膜性能优异且VOC含量极低。     

轨道交通车辆内饰用水性聚氨酯砂纹面漆的研究与应用

针对轨道交通车辆内饰件涂层高耐磨性、高附着力等防护性能及低甲醛、低总挥发性有机物的环保性要求，本研究采用羟基丙烯酸分散体、相分离技术自消光树脂，以聚乙烯砂纹粉作为效应填料，以丙二醇二醋酸酯为助溶剂，选用亲水改性多异氰酸酯三聚体为固化剂，并添加其他填料和功能性助剂等原材料，研制了一种对玻璃钢等复合材料具有优异附着力、耐磨性好，同时低挥发性有机物含量的水性聚氨酯砂纹面漆。重点研究了通过不同消光手段制备水性聚氨酯砂纹面漆的方法和对防护性能的影响；分析了不同助溶剂对内饰件成品残存 VOC的影响，并筛选了不同粒径砂纹粉对涂膜外观效果的影响。研究结果表明：所研制的轨道交通车辆内饰用水性聚氨酯砂纹面漆在达到防护性能指标要求的同时，具有优异环保性能，可以满足轨道交通车辆行业绿色涂装要求。     

离子型五亚甲基二异氰酸酯水性固化剂的改性与性能研究

以生物基五亚甲基二异氰酸酯（ PDI）三聚体为基础，筛选离子型亲水改性剂、中和剂，考察改性剂、中和剂用量及改性工艺与水性聚合物本征物性的关系，及其对双组分水性聚氨酯（2K-WPU）涂膜理化性能的影响。结果表明：采用 3-环己氨基丙磺酸作为改性剂，占涂料总质量的 2. 87%，N-甲基二环己胺作为中和剂，与改性剂物质的量比为 1. 05，理想反应温度 80 ℃，合成的离子型 PDI水性固化剂，与未改性前的五亚甲基二异氰酸酯相比，涂膜具有高光泽、更优异的装饰，与 HDI型水性产品相比，具有更低的黏度、更好的水分散性。