文档介绍：水性含氟聚合物梯度涂料的研究
答辩人: 林丹阳
指导老师: 孙金鹏
摘要
本论文通过乳液聚合合成了具有环氧基团的氟硅材料,再与水性环氧树脂、固化剂混合反应,生成由化学键结合的功能梯度材料。不但保持了氟硅材料良好的热性能、耐候性和自洁性,而且具有环氧树脂优异的附着力,价格较低廉,具有很好的使用发展前景。
功能梯度材料
功能梯度材料(Functionally Gradient Material ,简称FGM) 是指在材料的制备过程中,采用先进的复合技术,使材料的微观要素(包括组成和结构) ,在某特定方向上呈连续(或准连续)的梯度变化,从而使材料的宏观性能也在同一方向上呈连续(或准连续) 梯度变化的一种非均质复合材料。
高分子
梯度材料
共聚物型
填充复合型
共混型
互穿网络型
高分子梯度材料的应用
医用药物材料
压敏胶
梯度玻璃及梯度折射率光纤
阻尼材料
其他应用
含氟硅聚合物梯度材料
含氟硅聚合物作为一种新型材料,有机结合了有机硅与有机氟化合物的优点,成为聚合物材料领域的一个新的热点。
含氟材料一般为长链碳氟化合物,碳氟键能较大,比较稳定,氟原子不但与碳原子结合牢固,而且在碳骨架外层排列十分密切,有效地防止了碳原子和碳链的暴露,故碳氟化合物表现出卓越的化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能。
有机硅材料兼有无机物和有机物的性能,具有优良的耐高低温(-60~310℃)、耐紫外线、耐氧化降解等性能
含氟硅
聚合物的合成
自由基聚合法
硅氢加成法
共缩聚法
本体自由基聚合
乳液聚合法
溶液聚合法
超临界CO2聚合法
原子转移
自由基聚合法
固化剂
乳化法
自乳化法
相反转法
直接乳化法
环氧树脂
的水性化
环氧树脂水性化体系的特点
环氧树脂水性化体系的优点是:含很少的有机溶剂,环境污染小,没有失火隐患;生产及施工设备可以用水清洗,操作安全、方便;具有优良的附着力,对于难粘的基体,如湿的混凝土表面或其它旧表面具有良好粘结性。
缺点是:①与有机溶剂相比,水的蒸发热高,在低温和高湿情况下,水的蒸发更慢,使干燥时间延长;②水的表面张力较高,这对基体的润湿相对困难;③水的导电率高,使金属易腐蚀,例如在涂膜干燥过程中发生的闪蚀问题;④水的冰点比大多数有机溶剂高,因此,水性涂料的冻融稳定性较差,当然可以通过加入抗冻剂来解决。
国内外水性环氧树脂技术的发展概况
第一代产品是直接用乳化剂进行乳化,第二代水性环氧体系是采用水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂,第三代水性环氧体系是由美国壳牌公司多年研究开发成功的,这一体系的环氧树脂和固化剂都接上了非离子型表面活性剂,由其配制的涂料漆膜可达到或超过溶剂型涂料的漆膜性能指标。
为适应环保法规对VOC 的限制,我国从上世纪90年代初开始水性环氧体系和水性环氧涂料的开发。中国化工报2004 年7 月13 日报道:浙江安邦新材料发展有限公司刚开发研制成功的水分散型自乳化环氧树脂体系属于第三代环氧体系。该体系的一个重要改进是将亲水性的非离子表面活性剂连接到树脂和固化剂中,增加了体系的稳定性。其技术达到了美。