油性-水性紫外光固化氟醇改性環(huán)氧樹脂的合成及性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂類涂料的目標(biāo)是向著高性能化、多功能化、高環(huán)保性、低污染、無公害的方向發(fā)展。但是，目前傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂類涂料多是含有大量可揮發(fā)性有機(jī)化合物的溶劑型涂料，這些涂料通常固化時(shí)間慢、易被玷污、耐候性不好，且應(yīng)用時(shí)會(huì)排放出大量有害氣體，從而無法滿足環(huán)境保護(hù)和人們對(duì)環(huán)氧類涂料高標(biāo)準(zhǔn)的要求。而含氟化合物穩(wěn)定性高，表面張力低，在聚合物中有向涂膜表面富集的作用，這些性能使其能夠具有良好的耐熱耐候性能、耐化學(xué)腐蝕性能、超疏水疏油性能等多種功能;紫外光

2、(UV)固化技術(shù)有高效的優(yōu)異特性，已被大量應(yīng)用于光固化樹脂作業(yè);以水為溶解或者分散介質(zhì)的水性涂料，由于其綠色環(huán)保，無毒無害，已慢慢的被涂料科研工作者所重視。隨著各國環(huán)保法令的頒布與實(shí)施，人們環(huán)保意識(shí)的提高，運(yùn)用新技術(shù)開發(fā)出兼具綠色環(huán)保和高性能化的環(huán)氧樹脂類涂料，前景非常廣闊。
　　本論文通過用十三氟辛醇、2，4-甲苯二異氰酸酯、丙烯酸、順丁烯二酸酐等單體與含羥基的環(huán)氧樹脂(E-44)反應(yīng)，先后制得了環(huán)保型的油溶性和水溶性的可紫外光

3、固化氟醇改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚物，主要研究內(nèi)容包括如下:
　　(1)油溶性可UV固化氟醇改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚物的合成及性能研究，采用溶液聚合法，以含氟原子的十三氟辛醇單體與2，4-甲苯二異氰酸酯反應(yīng)制得半端異氰酸酯封端的含氟異氰酸酯單體，用此與環(huán)氧樹脂上的羥基一對(duì)一反應(yīng)，制得具有含氟側(cè)鏈的環(huán)氧樹脂，再用含有雙鍵的丙烯酸單體對(duì)環(huán)氧樹脂上的環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)，最終制得了油溶性可UV固化氟醇改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚物F13-EAA。
　　通過運(yùn)用傅里葉變

4、換紅外光譜儀(FTIR)、熱重分析儀(TG)、差示掃描量熱儀(DSC)、接觸角測(cè)定儀等分析測(cè)試手段對(duì)F13-EAA的光固化性能、固化膜的熱性能、含氟側(cè)鏈對(duì)預(yù)聚物涂膜表面接觸角和表面自由能的影響進(jìn)行了研究，得到此預(yù)聚物加入油溶性1173光引發(fā)劑后，具有良好的光固化性能;含氟鏈段引入后，體系聚合產(chǎn)物產(chǎn)生了微觀相分離，得到了分別為5.78℃和25.37℃的兩個(gè)玻璃化溫度;由于F-C高鍵能、低極化率和低表面自由能的作用，使得聚合物的耐熱穩(wěn)定性得

5、到提高，涂膜表面的憎水、憎油性能大大提高，并且涂膜的整體綜合性能較佳。
　　(2)含氟F13-EAA/活性稀釋劑/EAA體系的光固化速率及耐濕性研究，通過以體系凝膠率表征的光固化速率和固化涂膜耐濕性這兩個(gè)主要指標(biāo)，研究得到了在F13-EAA/活性稀釋劑/EAA光固化體系中，1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)是本體系的良性稀釋劑;含氟單體F13-EAA為30％時(shí)，涂膜表面自由能由65.0mN/m降低為23.7mN/m，體系固化膜的

6、凝膠率為87.6％，吸水率為0.5％;體系使用裂解型自由基引發(fā)劑1173引發(fā)效果最好，并在涂刷過程中，隨著聚合物膜厚的增加及光照時(shí)間的延長，聚合速率先減小后增加。
　　當(dāng)F13-EAA∶HDDA∶EAA=30∶20∶50，自由基引發(fā)劑1173為3％時(shí)，光照20s后，P(F13-EAA/HDDA/EAA)光固化膜即具有良好的性能。
　　(3)環(huán)保型水性紫外光固化氟醇改性環(huán)氧樹脂的合成與性能研究，將(1)中丙烯酸單體換成順丁烯二

7、酸酐后，反應(yīng)制備合成了水性可UV固化的氟醇改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚體F13-EMA，研究發(fā)現(xiàn)此預(yù)聚物選用三乙胺作為中和劑，中和度為95％時(shí)，預(yù)聚物乳液的水分散性與儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好;將F13-EMA配制成40％固含量的乳液后，加入2959水性光引發(fā)劑紫外光固化成膜，通過對(duì)固化膜進(jìn)行熱重和DSC分析，發(fā)現(xiàn)引入含氟鏈段，能夠使聚合物的耐熱穩(wěn)定性得到提高，并使體系產(chǎn)生了微觀相分離，得到了分別為-23.15℃和80.63℃的兩個(gè)Tg溫度;通過接觸角測(cè)試儀的