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水性防腐蚀涂料的制备研究

作　者: 刘方圆
导　师: 朱广军
学　校: 南京理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 环氧树脂醇酸树脂地沟油水性涂料防腐蚀
分类号: TQ637
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

水性涂料比溶剂型涂料具有更低的挥发性有机化合物(VOC),以水性涂料代替溶剂型涂料有利于保护环境,避免空气污染,本文主要进行了水性环氧树脂涂料和水性氨基醇酸树脂涂料的制备研究。(1)通过超声波转相乳化制备水性环氧树脂乳液,探讨了HLB值、乳化温度、乳化剂用量等因素对乳液稳定性的影响,研究了在转相前后环氧乳液的流变特性。结果表明,HLB=17,乳化温度为70℃,乳化剂用量为环氧树脂用量的7%-8%时,所制备的环氧乳液稳定性较好,在超声波条件下制备的环氧乳液的平均粒径比未超声条件下制备的环氧乳液的粒径小、分布窄。(2)以环氧乳液为基料,氧化铁红和碳酸钙为颜填料制备水性环氧树脂涂料,通过四元二次正交试验和SPSS软件优化配方,得到较佳配方,漆膜的实干时间为8h,硬度可达3H,防腐蚀性较好。(3)以地沟油为甘油三酯(或脂肪酸),通过理论配方设计制备水性醇酸树脂,并通过实验进行优化,探讨了催化剂用量和反应温度对反应时间,反应温度对树脂分子量的影响。结果如下：催化剂用量为0.75g/50g,反应温度为230℃。对制备的水性醇酸树脂进行了红外、GPC以及DSC表征。(4)以自制水性醇酸树脂和氨基树脂配合制备烘干漆,通过单因素实验法确定了酸催化剂的用量,氨基树脂和醇酸树脂的配比,烘烤温度。酸催化剂的用量为6%,氨基树脂和醇酸树脂的配比1：3,烘烤温度为120℃,讨论了流平剂和消泡剂对漆膜的影响,对制备的漆膜进了TG、SEM、电化学以及防腐蚀性能分析,对漆膜性能进行分析,漆膜烘干时间为30min,硬度为2H,附着力达1级。(5)以亚麻油为甘油三酯,通过双酚A、苯甲酸和顺丁烯二酸酐改性制备自干型水性醇酸树脂,探讨了反应时间和酸值的关系,以及醇酸树脂在稀释过程中出现的稀释峰问题,对制备的水性醇酸树脂进行了红外表征。讨论了催干剂用量对漆膜表干和实干时间的影响,催干剂的用量最终为0.8g。对自干漆的漆膜性能进行了测试,室温下漆膜实干时间为16h,硬度达H,附着力达1级。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-12
1 绪论  12-22
  1.1 课题研究背景  12-13
  1.2 环氧树脂  13-15
    1.2.1 环氧树脂水性化技术  13-14
    1.2.2 转相法国内外研究进展  14-15
  1.3 醇酸树脂  15-18
    1.3.1 醇酸树脂概述  15-16
    1.3.2 醇酸树脂水性化技术  16
    1.3.3 水性醇酸树脂国内外研究现状  16-18
  1.4 地沟油的再生利用现状  18-19
  1.5 水性涂料防腐蚀原理  19-20
    1.5.1 金属腐蚀的原理  19-20
    1.5.2 水性防腐蚀涂料的防腐蚀原理  20
  1.6 课题研究意义、内容及创新点  20-22
2 水性环氧树脂乳液的制备  22-30
  2.1 实验仪器与实验试剂  22
  2.2 实验部分  22-24
    2.2.1 乳液的制备  23
    2.2.2 乳液稳定性测试  23
    2.2.3 乳液粒径分布的测定  23
    2.2.4 乳液粘度的测定  23
    2.2.5 乳液固含量的测定  23-24
  2.3 结果与讨论  24-28
    2.3.1 乳化剂加入方法的选择  24
    2.3.2 HLB温度的选择  24
    2.3.3 HLB值对乳液稳定性的影响  24-26
    2.3.4 乳化剂用量对乳液稳定性的影响  26
    2.3.5 加水量对乳液稳定性的影响  26
    2.3.6 超声波对乳液稳定性的影响  26-28
  2.4 乳液的流变特性  28-29
  2.5 乳液性能表征  29
  2.6 小结  29-30
3 水性环氧树脂涂料的制备  30-41
  3.1 实验仪器与实验试剂  30-31
  3.2 水性环氧树脂涂料制备工艺  31-33
  3.3 水性环氧树脂涂料性能测试  33-34
    3.3.1 涂料外观的测定  33
    3.3.2 涂料固含量的测定  33
    3.3.3 涂料粘度的测定  33
    3.3.4 涂料细度的测定  33
    3.3.5 漆膜固化时间的测定  33
    3.3.6 漆膜厚度的测定  33
    3.3.7 漆膜附着力的测定  33
    3.3.8 漆膜硬度的测定  33
    3.3.9 漆膜耐冲击性的测定  33
    3.3.10 漆膜耐酸性的测定  33
    3.3.11 漆膜耐碱性的测定  33-34
    3.3.12 漆膜耐盐性的测定  34
  3.4 水性环氧树脂涂料配方设计  34-38
    3.4.1 二次回归正交设计步骤  34-36
    3.4.2 涂料配方的评估  36-38
  3.5 结果与讨论  38-40
    3.5.1 试用期  38-39
    3.5.2 涂料配方和漆膜性能测定  39-40
  3.6 小结  40-41
4 水溶性醇酸树脂的制备  41-56
  4.1 实验仪器与试剂  41
  4.2 实验部分  41-45
    4.2.1 地沟油的精制  42
    4.2.2 氢氧化钾乙醇标准溶液的配制和标定  42
    4.2.3 酸值的测定  42-43
    4.2.4 水溶性醇酸树脂的制备  43-45
    4.2.5 紫外表征  45
    4.2.6 红外表征  45
    4.2.7 GPC表征  45
    4.2.8 DSC表征  45
  4.3 水性醇酸树脂配方设计  45-49
    4.3.1 基础理论  45-46
    4.3.2 配方设计  46-49
  4.4 结果与讨论  49-55
    4.4.1 工艺条件的选择  49-52
    4.4.2 紫外与红外分析  52-53
    4.4.3 DSC分析  53-55
  4.5 小结  55-56
5 水性氨基醇酸树脂烘漆的制备  56-68
  5.1 实验仪器和试剂  56
  5.2 实验部分  56-57
    5.2.1 水性醇酸树脂氨基烘漆的制备  56
    5.2.2 热重测试  56-57
    5.2.3 电化学测试  57
  5.3 水性氨基醇酸树脂烘漆漆膜性能测定  57-58
    5.3.1 漆膜外观  57
    5.3.2 烘干时间  57
    5.3.3 清漆粘度的测定  57
    5.3.4 漆膜厚度的测定  57
    5.3.5 漆膜附着力的测定  57
    5.3.6 漆膜硬度的测定  57
    5.3.7 漆膜耐冲击性的测定  57
    5.3.8 漆膜耐酸性的测定  57
    5.3.9 漆膜耐碱性的测定  57
    5.3.10 漆膜耐盐性的测定  57-58
  5.4 结果与讨论  58-67
    5.4.1 氨基树脂的选择  58-59
    5.4.2 酸催化剂的选择  59-60
    5.4.3 烘烤温度的确定  60-61
    5.4.4 氨基树脂和水性醇酸树脂配比的选择  61-62
    5.4.5 助剂的选择  62-63
    5.4.6 烘漆粘度的选择  63-64
    5.4.7 漆膜的耐腐蚀性  64-67
    5.4.8 水性氨基醇酸树脂烘漆性能指标  67
  5.5 小结  67-68
6 改性水性醇酸树脂及自干漆的制备  68-74
  6.1 实验试剂  68
  6.2 实验部分  68-69
    6.2.1 改性水性醇酸树脂的制备  68-69
    6.2.2 其他实验的方法  69
  6.3 结果与讨论  69-73
    6.3.1 改性水性醇酸树脂配方设计  69
    6.3.2 油的选择  69-70
    6.3.3 酸值走势  70
    6.3.4 水性醇酸树脂稀释曲线  70-71
    6.3.5 红外分析  71-72
    6.3.6 催干剂用量的选择  72
    6.3.7 漆膜性能检测结果  72-73
  6.4 小结  73-74
7 结论  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-82
附录  82

水性防腐蚀涂料的制备研究

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