水性環(huán)氧樹脂與甲丁醚化三聚氰胺樹脂的合成與應(yīng)用.pdf

1、近年來，玻璃纖維復(fù)合材料GFRP開始廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。由于其具有施工方便、強(qiáng)度高和質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，得到了工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。但國內(nèi)外諸多研究表明，GFRP筋材的耐堿性能并不理想，其在堿性環(huán)境中容易受到腐蝕從而影響自身力學(xué)性能。水性環(huán)氧樹脂是一種性能優(yōu)異的水性涂料，由于其體系中有大量在堿性環(huán)境中可以穩(wěn)定存在的醚鍵，所以具有耐堿穩(wěn)定性。不過由于生產(chǎn)原料和方法不同，水性環(huán)氧樹脂的種類也不盡相同。此外，水性環(huán)氧樹脂本身難以固化，需要加入固化劑。

2、查閱相關(guān)文獻(xiàn)知道，醚化三聚氰胺樹脂可以作為水性環(huán)氧樹脂交聯(lián)劑，使其固化成膜。
　　本文實(shí)驗(yàn)合成了性能較好的水性環(huán)氧樹脂和甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂。研究了反應(yīng)物配比，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和pH對(duì)甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂性能的影響。并對(duì)甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂與水性環(huán)氧樹脂的復(fù)配成膜進(jìn)行了研究。結(jié)果如下:
　　在催化劑過硫酸鉀作用下，聚乙二醇4000和環(huán)氧樹脂會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)生成乳化劑。然后將環(huán)氧樹脂與合成的乳化劑復(fù)配，通過相

3、反轉(zhuǎn)法合成水性環(huán)氧樹脂。結(jié)果表明，聚乙二醇4000和環(huán)氧樹脂摩爾比為1∶1，催化劑為過硫酸鉀，180℃下反應(yīng)3.5h，合成的乳化劑性能較好。然后在攪拌速度800r/min、水浴溫度50℃時(shí)合成的水性環(huán)氧樹脂具有較好的穩(wěn)定性。
　　采用兩步法，使用不同摩爾比的甲醇丁醇同步改性方法合成了3種高度甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂。使用單因素法研究了反應(yīng)物摩爾比，羥甲基化反應(yīng)的時(shí)間、溫度和pH，以及醚化反應(yīng)的時(shí)間、溫度和pH等對(duì)合成樹脂性能的影

4、響。優(yōu)化出了較好的合成工藝:羥甲基化反應(yīng)階段，溫度為70℃，pH為8.5，反應(yīng)時(shí)間為體系澄清之后20min;醚化反應(yīng)階段，醚化溫度為50℃，pH為4.5，醚化時(shí)間為60min。合成的樹脂甲醛含量較低，儲(chǔ)存穩(wěn)定性高。
　　本文將合成的交聯(lián)劑與實(shí)驗(yàn)室自制的水性環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化交聯(lián)，對(duì)復(fù)配的比例、固化溫度和固化時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，考察了以上因素對(duì)涂膜性能的影響。結(jié)果表明，固化劑采用甲醇丁醇摩爾比為(8∶2)的甲丁醚化三聚氰胺縮甲醛樹脂，交聯(lián)

5、劑同水性環(huán)氧樹脂固化交聯(lián)的質(zhì)量比例為1∶2，固化溫度為200℃，固化時(shí)間為10min時(shí)，涂膜完全固化，硬度為6H，附著力0級(jí)，成膜均勻性良好，具有較好的耐堿性，涂膜性能良好。
　　在上述最佳固化條件下，對(duì)GFRP筋表面進(jìn)行處理，然后進(jìn)行快速耐堿實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明經(jīng)過處理的GFRP筋彎曲強(qiáng)度下降率明顯小于未經(jīng)處理的GFRP筋的彎曲強(qiáng)度下降率，且經(jīng)過長時(shí)間的堿液腐蝕，經(jīng)過處理的筋材彎曲性能優(yōu)于未處理的筋材。這說明筋材表面的固化涂層起到了較