水性環(huán)氧樹脂與甲丁醚化三聚氰胺樹脂的合成與應用.pdf

1、近年來，玻璃纖維復合材料GFRP開始廣泛應用于建筑領域。由于其具有施工方便、強度高和質量輕等優(yōu)點，得到了工程領域的廣泛關注。但國內外諸多研究表明，GFRP筋材的耐堿性能并不理想，其在堿性環(huán)境中容易受到腐蝕從而影響自身力學性能。水性環(huán)氧樹脂是一種性能優(yōu)異的水性涂料，由于其體系中有大量在堿性環(huán)境中可以穩(wěn)定存在的醚鍵，所以具有耐堿穩(wěn)定性。不過由于生產原料和方法不同，水性環(huán)氧樹脂的種類也不盡相同。此外，水性環(huán)氧樹脂本身難以固化，需要加入固化劑。

2、查閱相關文獻知道，醚化三聚氰胺樹脂可以作為水性環(huán)氧樹脂交聯(lián)劑，使其固化成膜。
　　本文實驗合成了性能較好的水性環(huán)氧樹脂和甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂。研究了反應物配比，反應溫度、反應時間和pH對甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂性能的影響。并對甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂與水性環(huán)氧樹脂的復配成膜進行了研究。結果如下:
　　在催化劑過硫酸鉀作用下，聚乙二醇4000和環(huán)氧樹脂會發(fā)生聚合反應生成乳化劑。然后將環(huán)氧樹脂與合成的乳化劑復配，通過相

3、反轉法合成水性環(huán)氧樹脂。結果表明，聚乙二醇4000和環(huán)氧樹脂摩爾比為1∶1，催化劑為過硫酸鉀，180℃下反應3.5h，合成的乳化劑性能較好。然后在攪拌速度800r/min、水浴溫度50℃時合成的水性環(huán)氧樹脂具有較好的穩(wěn)定性。
　　采用兩步法，使用不同摩爾比的甲醇丁醇同步改性方法合成了3種高度甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂。使用單因素法研究了反應物摩爾比，羥甲基化反應的時間、溫度和pH，以及醚化反應的時間、溫度和pH等對合成樹脂性能的影

4、響。優(yōu)化出了較好的合成工藝:羥甲基化反應階段，溫度為70℃，pH為8.5，反應時間為體系澄清之后20min;醚化反應階段，醚化溫度為50℃，pH為4.5，醚化時間為60min。合成的樹脂甲醛含量較低，儲存穩(wěn)定性高。
　　本文將合成的交聯(lián)劑與實驗室自制的水性環(huán)氧樹脂進行固化交聯(lián)，對復配的比例、固化溫度和固化時間進行了優(yōu)化，考察了以上因素對涂膜性能的影響。結果表明，固化劑采用甲醇丁醇摩爾比為(8∶2)的甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂，交聯(lián)

5、劑同水性環(huán)氧樹脂固化交聯(lián)的質量比例為1∶2，固化溫度為200℃，固化時間為10min時，涂膜完全固化，硬度為6H，附著力0級，成膜均勻性良好，具有較好的耐堿性，涂膜性能良好。
　　在上述最佳固化條件下，對GFRP筋表面進行處理，然后進行快速耐堿實驗。結果表明經過處理的GFRP筋彎曲強度下降率明顯小于未經處理的GFRP筋的彎曲強度下降率，且經過長時間的堿液腐蝕，經過處理的筋材彎曲性能優(yōu)于未處理的筋材。這說明筋材表面的固化涂層起到了較