水性丙烯酸树脂涂料的研究.pdf

中图分类号:TB324 论文编号:1028706 12-0087
学科分类号:070303


硕士学位论文

水性丙烯酸树脂涂料的研究




研究生姓名王晓明
学科、专业有机化学
研究方向功能高分子
指导教师王经文副教授


南京航空航天大学
研究生院材料科学与技术学院
二О一二年三月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Materials Science and Technology

Study of Water-borne Acrylic Resin Coating



A Thesis in
Organic Chemistry

by
Xiaoming Wang
Advised by
Associate Professor. Jingwen Wang

Submitted in Partial Fulfillment

of the Requirements

for the Degree of

Master of Science

March, 2012
承诺书

本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下
进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和
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(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)





作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
本研究对水性丙烯酸树脂进行改性,并对其合成工艺以及性能表征进行了详细的研究。
以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为主要原料合成了水性丙烯酸树脂,并用环氧树
脂对其进行接枝改性,以自制的甲醚化三聚氰胺甲醛树脂对其进行交联固化。利用红外光谱和
核磁共振谱分别对树脂结构进行了表征,探讨了环氧接枝改性水性丙烯酸树脂的反应机理。使
用 DSC 对改性前后的树脂进行了热分析。研究了交联剂的种类、用量、固化温度、固化时间等
因素对树脂性能的影响。研究结果表明:对于丙烯酸树脂,加入 20 %交联剂,固化温度 150 ℃,
固化 50 min 得到的涂膜物理机械性能、耐候性、耐盐雾性、耐化学腐蚀性最好;对于环氧改性
丙烯酸树脂,交联剂含量 20 %,固化温度 130 ℃,固化 30 min 得到的涂膜综合性能最好。
以自制的环氧改性丙烯酸树脂为成膜基料,选用磷酸锌作为活性防锈颜料,氧化铁红为物
理防锈颜料,碳酸钙和高岭土为填料来制备防腐涂料。精心设计涂料配方,研究防腐涂料中树
脂与固化剂配比、防锈颜填料配比、固化温度、固化时间、颜料体积浓度等对涂膜性能的影响。
利用扫描电子显微镜对样品形貌进行表征。研究结果表明水性环氧改性丙烯酸树脂和固化剂的
质量比为 2:1,氧化铁红、磷酸锌、碳酸钙的质量比为 2:1:,涂料的颜填料体积浓度(PVC)
为 %时,涂层的物理机械性能、耐候性、耐化学腐蚀性等各项性能指标可以达到相对较好
的平衡。
通过核壳乳液聚合法,将功能单体双丙酮丙烯酰胺(DAAM)与丙烯酸酯单体共聚,并在
乳液中添加交联剂己二酸二酰肼(ADH),利用酮羰基与酰肼基的交联反应,制成水性室温自
交联聚丙烯酸酯乳液。利用激光散射法分析了乳胶粒的粒径和分布;通过红外光谱分析证实酮
羰基与酰肼基发生交联反应生成了腙;使用 DSC 测量了乳胶膜的玻璃化转变温度。考察了聚合
工艺、功能单体 DAAM 含量、交联单体 ADH 含量对乳液及其乳胶膜性能的影响,结果发现:
DAAM 添加量为 %~ %,m(ADH)/m(DAAM)=1~ 时,乳液及其乳胶膜的各项性
能较好。

关键词:水性丙烯酸树脂,环氧改性,防腐蚀,固化条件,室温交联
I
水性丙烯酸树脂涂料的研究
ABSTRACT
The modification of waterborne acrylic resin was presented in this research, the synthesis process
and charac