硅氧烷改性接枝型水性环氧树脂的合成与研究

• 作 者: 张凯
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: 接枝 硅氧烷 水性环氧树脂 合成 性能

本研究旨在开发一种贮存稳定性和耐化学品性皆好的水性环氧树脂分散液。考虑到分子设计原理,采用化学改性法。以环氧树脂为母体,甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯及苯乙烯为接枝单体,通过自由基接枝聚合,合成了一种在分子结构上既具有环氧基团,又具有亲水基团的苯丙接枝型环氧树脂。苯丙接枝型环氧树脂尽管具有较优异的性能,但体系中含有大量的环氧基团,其贮存稳定性在5月以下,不能满足工业应用的要求。为此,在上述接枝型环氧树脂体系中加入硅氧烷进行开环改性,减少环氧基团,引入硅氧键。由此所得水分散液具有较好的贮存稳定性和白固化性能,固化形成Si-O-Si键,提高了涂膜的耐化学品能力。考察了引发剂种类和用量、接枝单体用量、亲水单体含量、接枝温度、中和剂的种类和用量、改性试剂种类和用量、开环温度等因素对单体接枝率、水分散液粒径、贮存稳定性和耐水耐化学品性的影响,确立了硅氧烷改性接枝水性环氧树脂的合成最佳条件。动态激光光散射测量水分散液粒径及其分布,透射电镜观察粒子形态。结果表明:当ω(苯丙单体):ω(环氧树脂)=10:7. 95,亲水单体(MAA)含量为22. 2%,硅氧烷含量为2%,接枝温度为112-115℃,开环温度为55℃时,水分散液粒径最小、最稳定。改性后粒子呈不规则的球形。利用红外光谱、扫描电镜和热重分析等对产物进行了结构表征、形态观察和性能考察。结果表明:环氧树脂的改性是化学改性,体系的微相结构是在固化前形成的,改性后的膜具有精细的微相结构,相区大小约0. 2-0. 5μ m。热稳定性与环氧-苯丙树脂相当, 181℃时失重5%。能耐常见的化学品侵蚀,水分散液放置180d后粘度未见明显变化,贮存期在1年以上。