非离子型自乳化水性环氧乳液的制备

以不同分子量的聚乙二醇(PEG)和甲基四氢苯酐(MTHPA)为原料合成了双端羧基聚合物,然后与环氧树脂(E51)反应,制得非离子型水性环氧树脂PEG-MTHPA-E51,并用其作乳化剂对环氧树脂E51进行乳化。结果表明,当PEG分子量为2000、4000和6000时制得的乳化剂都能将环氧树脂E51乳化为稳定的乳液,当PEG分子量为2000时乳化得到的乳液粒径在100nm以下,乳化温度为30℃,环氧树脂与乳化剂的最佳配合比为4∶3。     

非离子型水性环氧树脂乳液的研制及性能研究

采用环氧树脂E-51与不同分子质量的聚乙二醇(PEG)反应合成一系列高分子非离子型环氧树脂乳化剂,并采用相反转法制备水性环氧树脂乳液,考查了PEG分子质量、E-51与PEG摩尔比、反应时间、乳化剂用量及乳化条件对水性环氧树脂乳液的黏度、稳定性、粒径的影响。结果表明:以过硫酸钾为引发剂,n(E-51)∶n(PEG-2000)=1∶1,在180℃下反应4h合成的乳化剂具有较好的乳化效果;乳化剂用量为20%,乳化温度60℃,分散机转速为3000r/min时,乳液粒径可达1.026μm且分布较窄,乳液黏度适中,具有较好的离心稳定性和储存稳定性。     

水性环氧树脂制备条件对其粒径与稳定性的影响

采用环氧树脂E-51和聚乙二醇(PEG)合成了环氧乳化剂,制得水性环氧树脂,以激光粒度分析仪、高速离心法和贮存观察法分别分析了水性环氧树脂粒径大小与分布、离心稳定性和贮存稳定性的影响因素。结果表明:环氧乳化剂中PEG的分子量、E-51与PEG的物料比以及水性环氧树脂的制备温度、分散砂磨机转速对水性环氧树脂的粒径大小与稳定性有较明显的影响规律,但对水性环氧树脂粒径分布的影响基本无规律。     

水性聚氨酯环氧固化剂合成因素及对环氧固化物的增韧作用探讨

主要研究了游离异氰酸酯基团(—NCO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等因素变化对制备水性聚氨酯(WPU)环氧固化剂及其增韧效果的影响。结果表明:控制游离异氰酸酯基团用量为6.38%(wt,质量分数),二羟甲基丙酸用量为7%(wt,质量分数),三羟甲基丙烷用量为3.4%(wt,质量分数),其余物料按理论计算量投料,所制得的WPU环氧固化剂对水性环氧树脂固化物具有良好的固化增韧作用,明显好于其他弹性材料,制得的水性环氧树脂固化物的表干时间≤2h,附着力达到1级,柔韧性为1mm,耐冲击强度(1kg·50cm)为无裂纹和无剥落,耐酸性(72h)为无泡,耐碱性(72h)为无泡。     

氟改性丙烯酸系乳液的合成与性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(GO4)为改性单体,采用核壳乳液聚合工艺合成有机氟改性的苯丙乳液。研究了改性剂用量、乳化剂用量及其配合比、引发剂用量对单体转化率等综合性能的影响。研究结果表明,采用有机氟改性的苯丙乳液涂层性能明显提高。在改性剂(甲基丙烯酸十二氟庚酯,GO4)用量为6%(wt,质量分数),混合乳化剂(由OP-10∶SDS的质量配合比为1∶3组成)用量为8%(wt,质量分数),引发剂(过硫酸铵)用量为0.8%(wt,质量分数)条件下,制得的氟改性苯丙乳液的粒子大小均一,呈规则球形,为黑核白边的核壳结构,氟改性苯丙乳液的单体的转化率达到97.08%。     

改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯水性防腐涂料的研制

通过油酸对纳米二氧化硅(SiO_2)进行改性,将改性纳米SiO_2与环氧树脂和丙烯酸单体充分混合,反应后制得改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯乳液。以改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯为成膜物质,通过添加颜、填料和多功能助剂,调节改性环氧树脂∶丙烯酸酯的摩尔配比为1∶1,并用0.15%(wt,质量分数)氢氧化钠(NaOH)优化酸碱度,制得一种新型改性纳米SiO_2/环氧-丙烯酸酯水性防腐蚀涂料,涂料的附着力达到1级,耐冲击性达到50cm,铅笔硬度达到2H,并具有贮存稳定性能好、耐候性能和物理机械性能等优异的特性。     

聚乙二醇改性环氧乳液碳纤维上浆剂的研制

用聚乙二醇(PEG)在催化剂过硫酸钾作用下与环氧树脂反应, 制得自乳化环氧树脂乳液。通过红外光谱表征改性环氧的结构, 并比较不同实验方案下乳液的稳定性, 探讨了反应原料、合成工艺等因素对实验结果的影响, 确定了最佳实验方案; 用热分析实验表征上浆剂的热稳定性, 接触角测试表征上浆剂乳液的浸润性, 单丝碎裂实验测定界面剪切强度。结果表明, 使用双酚A环氧树脂及PEG1000在80~120 ℃反应制得的乳液稳定性最好, 上浆剂的热稳定性和浸润性良好。用实验制得的乳液对碳纤维上浆, 单丝界面剪切强度比上浆前提高33.48%, 碳纤维毛丝量减少。      

聚己内酯三醇型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能

以三羟甲基丙烷(TMP)引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合,制得支化结构的聚己内酯三醇(PCL),以此为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,合成了主链为交联结构的水性聚氨酯胶黏剂(WPU)。讨论了R值(NCO/OH)、DMPA含量,聚己内酯三醇相对分子质量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当R值为2.5、二羟甲基丙酸的质量分数为4%~5%、聚己内酯三醇的相对分子质量为1500、中和度为100%时,制得的乳液贮存稳定,粒径较小,胶膜的成膜手感较好,并具有较好的耐水性及力学性能。胶膜在270℃以下具有较好的热稳定性。     

水性氟碳涂料的制备及其用于混凝土防腐研究

通过半连续乳液聚合法,以甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯为单体,在聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)和十二烷基硫酸钠(SDS)复合乳化剂的作用下,以过硫酸氢氨(APS)为引发剂合成了水性含氟丙烯酸乳液,综合乳液性状、粒径及分布、红外光谱结果确定水性含氟丙烯酸乳液的最佳制备工艺。将水性含氟丙烯酸乳液配以功能性助剂,制备高耐候、环保的水性氟碳涂料,考察了其对混凝土耐酸碱性、吸水率、抗氯离子渗透性和耐候性的影响。结果表明:当复合乳化剂质量分数为2.1%(wt,质量分数,下同)、引发剂用量为0.4%、含氟单体用量为8.4%时,制备的水性含氟乳液离心稳定性好,固含量为48.2%,转化率为97.6%,平均粒径为136.2nm,涂装水性氟碳涂料的混凝土试块的综合防腐效果较好。     

制备方法对PEG/石墨烯复合相变材料热性能的影响

采用熔融共混的方法制得聚乙二醇(PEG)/石墨烯复合相变材料,并利用真空吸附、添加助剂的方法改善PEG与石墨烯的结合度。研究结果表明:石墨烯的加入可以增加PEG的结晶度,提高复合相变材料的储能密度,偶联剂的加入和真空吸附能进一步提高PEG的结晶度,在PEG用量为95%(wt,质量分数),石墨烯用量5%(wt,质量分数),采用真空吸附法制得的PEG/石墨烯复合相变材料(样品D)的熔融焓为138.62J/g、结晶焓为121.60J/g,在所有样品中最高。     

高性能水性聚氨酯弹性体制备及在水性油墨中的应用

以聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,通过预聚物分散法制备出高性能水性聚氨酯弹性体。研究了R值[n(—NCO)∶n(—OH)]的变化,并着重考察了TMP用量对乳液外观、黏度、抗水性、稳定性和断裂伸长率等影响。结果表明:当R值=1.6、TMP=1.8%(wt,质量分数)时,制得的水性聚氨酯弹性油墨具有最佳的性能。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的合成研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA),合成了环氧改性的双键封端水性聚氨酯乳液.乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故此乳液可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物.实验结果表明,随着环氧树脂用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为4%～8%.通过傅立叶变换红外光谱、粒径分析仪、凝胶渗透色谱(GPC)和透射电镜(TEM)等对乳液进行了表征.粒径分析仪分析显示,加入环氧树脂后,水性聚氨酯(WPU)分散体粒径增大,粒径分布变宽.凝胶渗透色谱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.     

乳化剂对丙烯酸乳液性能的影响

目的研究乳化剂体系、乳化剂含量和乳化剂复配比对乳液外观、粒径、吸水率、凝胶率的影响。方法以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)为硬单体,丙烯酸异辛酯(EHA)为软单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用半连续种子乳液聚合方法制得丙烯酸乳液。结果将阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)与非离子乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)复配使用,质量分数为3%,且SDS与AEO-9的复配质量比为2∶1时,2种乳化剂的协同作用效果最佳,制得丙烯酸乳液的各项性能更优。结论在相同的实验条件下,使用复合乳化剂制得的丙烯酸乳液性能更稳定。     

非离子型水性环氧固化剂的制备与性能

利用分子结构设计合成了α,ω-对苯甲胺基聚乙二醇化合物(p-PMAPEG),通过p-PMAPEG与环氧树脂(EP)扩链反应在分子结构中引入了环氧树脂链段制备了非离子型水性环氧固化剂(p-PMAPEG-EP)。用红外光谱和扫描电镜等分析了合成产物的结构、性能和乳液粒子形貌。结果表明,聚乙二醇(PEG)链段中的醚键氧原子与H2O氢原子形成的强氢键作用使p-PMAPEG具有与水部分互溶的特性。合成的p-PMAPEG-EP对环氧树脂具有良好的乳化能力,制备的非离子型环氧树脂水乳液分散相粒径平均约为50 nm。在环氧树脂交联体系中引入化学连接的低相对分子质量PEG链段有利于提高交联聚合物的应变松弛速率,得到了同时具有优异耐冲击性能和低吸水率的p-PMAPEG-EP/E51交联聚合物。     

水性聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层研究

采用原位化学氧化聚合方法制备了聚苯胺/蒙脱土复合材料,并以丙烯酸乳液为成膜物,制备了水性聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合防腐蚀涂层材料。研究了蒙脱土与苯胺的配合比、聚苯胺/蒙脱土复合材料用量、磷酸浓度等对复合涂层防腐性能的影响。实验结果表明,苯胺/蒙脱土复合材料具有片层结构,聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合涂层对马口铁具有较好的防护效果,当蒙脱土与苯胺质量配合比为2∶10,聚苯胺/蒙脱土复合材料用量为0.10%(wt,质量分数),磷酸浓度为0.10mol/L时,制得的水性聚苯胺/蒙脱土/丙烯酸乳液复合防腐涂层,腐蚀电流为2.187×10~(-6) A/cm~2,极化电阻为14455.9Ω,复合涂层具有最佳的防腐性能。     

环氧-聚氨酯复合乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂为主要原料,合成了环氧-聚氨酯复合乳液。主要讨论了环氧树脂对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。实验结果表明,环氧-聚氨酯乳液的表面张力、粘度,涂膜的硬度、耐水性及力学性能随着环氧树脂用量的增大而增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为4%～8%。采用傅里叶变换红外光谱、粒径分析仪、凝胶渗透色谱(GPC)、透射电镜(TEM)对乳液和涂膜进行了表征。傅里叶变换红外光谱分析表明,环氧树脂的环氧基和羟基都参与了反应。粒径分析仪和凝胶渗透色谱分析显示,加入环氧树脂后,水性聚氨酯(WPU)分散体粒径和分子量增大,粒径分布和分子量分布均变宽。     

碳纤维水性杂化上浆剂的制备及其上浆后力学性能

以一定比例的甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、对甲苯磺酸、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇制备含硅溶胶,将含硅溶胶和聚醚型水性聚氨酯的水溶液以一定比例复合,制备碳纤维水性杂化上浆剂。研究了不同配比对上浆剂平均粒径和稳定性的影响,结果表明:当水性聚氨酯含量为0.02g/mL时,上浆剂乳液平均粒径为99.94nm,粒径分布较窄,稳定性较好;使用制备的杂化上浆剂对碳纤维进行上浆处理,结果显示:上浆后碳纤维单丝拉伸强度较商用碳纤维提高4.45%,较未上浆碳纤维提高11.04%;与环氧树脂复合后的复合材料界面剪切强度比商用碳纤维增强环氧树脂复合材料的提高了13.74%。     

磷酸酯共聚改性丙烯酸酯乳液及乳胶涂料的研究

将甲基丙酰氧乙基磷酸酯(P单体)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)及丙烯酸(AA)采用半连续乳液聚合,制备磷酸酯共聚改性丙烯酸酯乳液,并配制乳胶涂料。研究了P单体用量、引发剂用量、乳化剂配合比等对乳液及乳胶涂料性能的影响。研究结果表明:磷酸酯的引入,会形成一种磷化膜减缓燃烧,从而起到阻燃作用;当P单体用量为2.2%(wt,质量分数)、引发剂过硫酸钾(KPS)用量为0.13%(wt,质量分数)、十二烷基硫酸钠(SDS)与乳化剂OP-10质量配合比为3∶1制得的磷酸酯共聚改性丙烯酸酯乳胶涂料的附着力为1级、湿附着力为1级、耐水性达到480h无泡和无锈、耐盐水性达到120h无泡和无锈,具有较好的耐腐蚀性能。     

非离子型自乳化水性环氧树脂的制备与性能

以对甲氧基聚乙二醇苯甲胺(p-MPEGBA)和双酚A环氧树脂E44为原料合成了非离子型自乳化水性环氧树脂(MPEGE44)。研究了聚乙二醇(PEG)链段分子量(M-PE)对MPEGE44水乳液分散相粒径和D230-MPEGE44固化产物力学性能和耐水性能的影响规律。结果表明,在环氧树脂分子结构中引入化学连接的PEG链段有利于提高MPEGE44的亲水性和交联网络中环氧树脂链段的应变松弛速率。增加-MPE,乳液分散相粒径变小、粒径分布变窄;D230-MPEGE44固化产物的玻璃化转变温度降低,柔韧性、耐冲击性和吸水率增加。-MPE=400时可制备出同时具有优异耐冲击性能和低吸水率的D230-MPEGE44环氧树脂。     

可瓷化EVA复合材料的性能研究

采用硼酸锌、玻璃粉为填料,将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与三元乙丙橡胶(EPDM)进行共混交联,制得可瓷化EVA复合材料。研究结果表明:采用40%(wt,质量分数)硼酸锌,EVA∶EPDM的质量配合比为85∶15条件下,制得的可瓷化EVA复合材料的综合性能最佳,拉伸强度为12.5MPa,断裂伸长率为654%,熔体质量流动速率为1.7g/10min。