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本论文采用比较廉价的原料和简单的生产工艺,研制出一种具有表面活性剂结构的、长疏水链基非离子型水性环氧树脂固化剂。以此固化剂为乳化剂,在水中乳化液体环氧树脂(E-51),可制备出黏度较低的非离子型水性环氧树脂乳液。该乳液可用来作为钢架构及建筑外层的涂料,也可做水泥灌浆材料的增强剂,并取得理想的效果。
文中先用十八胺(OCTA)与乙二醇缩水甘油醚(SY-669)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双环氧基化合物,再用TETA对该化合物进行封端,就可值得所需的目标产物。文中分别讨论反应时间、温度、原料及溶剂等因素对中间及最终产物转化率的影响,确定最佳的合成工艺。利用红外光谱(IR)和核磁共振(1H-NMR)对合成的固化剂进行结构表征,同时对固化剂的其它常规物化性能进行分析测试。
利用合成的固化剂,在水中将液体环氧树脂(E-51)乳化成水性环氧树脂乳液。测试该乳液的黏度、电导率、乳液粒径及微观形貌等,并用来表征该固化剂对环氧树脂的乳化效果,探讨乳化机理,文中还测试该乳液的其它物化性能。
另外将该非离子型水性环氧树脂乳液制备成涂膜,并按照涂料行业的相关国家标准测试涂膜的物化性能,并探讨脂肪胺种类、固化剂/环氧树脂配比、含水量、固化温度等因素对涂料性能的影响,探索出最佳的固化工艺。
此外,将水性环氧树脂乳液与水泥进行共混,研制出一种新型聚合物基水泥复合材料--水泥/水性环氧树脂复合材料,该材料可应用在防水、海岸混凝土工程建设及灌浆领域中。文中分别测试该材料的黏度、抗压强度、弯曲强度、冲击强度、吸水率等性能。并利用X-射线(XRD)、热重分析(TGA)、红外光谱(IR)及扫描电镜(SEM)等技术研究水性环氧树脂浆液对水泥固化的影响。
本文研制的水性环氧树脂固化剂的成本低廉、工艺简单、储存稳定、粘度低、且有良好的乳化效果。采用该固化剂制备的非离子型水性环氧树脂涂料及聚合物基水泥复合材料的综合性能也十分优异,基于上述优点,本文所研制的非离子型水性环氧树脂固化剂在涂料及灌浆领域具有良好的应用前景和工业化价值。