水性環(huán)氧-醇酸樹脂納米雜化材料制備與性能.pdf

1、本文為了研究環(huán)氧樹脂的固化行為及其水性涂料和復合材料的性能,通過氨催化的方法制備酚醛樹脂,自合成水性醇酸樹脂,分別與水性環(huán)氧樹脂按照不同比例混合,對其固化行為、熱降解行為和水性涂料的成膜性能進行了研究。在此基礎上通過加入不同含量的硅烷偶聯(lián)劑、環(huán)氧基硅籠和甲基丙烯酰氧基硅籠的方法對醇酸樹脂固化環(huán)氧樹脂的復合材料進行了改性研究,主要內容包括:
　　1.合成水性醇酸樹脂AR和水性環(huán)氧樹脂ER,研究了AR/ER不同比例體系材料的玻璃化轉變

2、溫度(Tg)和熱降解性能,測定了復合材料的力學和電性能以及涂膜的性能。結果表明,N-N二甲基芐胺對該體系有很好的催化作用。材料的T隨著醇酸樹脂含量的增加呈現(xiàn)降低的趨勢,g當ER/AR的質量比為5:5時Tg為64.6℃,抗張強度為141.67 MPa,抗沖強度達到120.54 kJ/m2。復合材料的表面電阻率和體積電阻率都在109～1010 KΩ,介電常數(shù)ε在1.5～1.99之間,損耗角正切tanδ在0.001-0.008之間。涂膜的硬度

3、高于4H,抗沖強度可達20N。
　　2.將不同含量的縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)加入到等質量比的ER/AR體系中,研究體系的玻璃化轉變溫度(Tg)、熱降解性能和電性能及其涂膜性能。結果表明,加入KH-560能夠提高材料的Tg和耐熱性能,當加入KH-560為醇酸樹脂質量分數(shù)的5％時,材料玻璃化轉變溫度提高了5.6℃,體系的起始熱降解溫度提高了63.8℃;復合材料的表面電阻率和體積電阻率都在109～1012 KΩ,介電

4、常數(shù)ε在0.6553～0.9975之間,損耗角正切tanδ在0.0025-0.0036之間。涂膜有良好的物理和化學性能,鉛筆硬度在5H以上,附著力為一級,抗沖擊性能在40N以上。
　　3.由KH-560合成了環(huán)氧基硅籠,并將不同含量的環(huán)氧基硅籠加入到等質量比的ER/AR體系中,研究體系的玻璃化轉變溫度(Tg)、熱降解性能、電性能和力學性能。結果表明,加入環(huán)氧基硅籠能夠提高材料的Tg、抗張和抗沖強度,當加入硅籠為醇酸樹脂質量分數(shù)的6

5、%時,材料玻璃化轉變溫度提高了5.2℃,抗沖強度提高了53.01 kJ/m2。復合材料的表面電阻率和體積電阻率都在108～1010 KΩ,介電常數(shù)ε在1.780～1.992之間,損耗角正切tanδ在0.0063-0.097之間。
　　4.合成甲基丙烯酰氧基硅籠,并將不同含量的甲基丙烯酰氧基硅籠加入到等質量比的ER/AR體系中,研究體系的玻璃化轉變溫度(Tg)、熱降解性能、電性能和力學性能。結果表明,加入甲基丙烯酰氧基硅籠能夠提高材

6、抗張強度但是沖擊強度會降低,復合材料的表面電阻率和體積電阻率都在10<'13>～10<'15>Ω·cm,介電常數(shù)ε在0.69～1.992之間,損耗角正切tanδ在0.0079-0.0351之間。
　　5.合成水性酚醛樹脂和水性環(huán)氧樹脂,并按照不同比例混合,研究了PFR/ER體系的非等溫固化動力學,玻璃化轉變溫度(Tg)和涂膜的物理力學性能。結果表明,叔胺N-N二甲基芐胺可以作為該體系反應的催化劑,不加催化劑固化反應平均表觀活化能E