稀土酚醛树脂改善涂料性能
专栏:行业资讯
发布日期:2012-05-15
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作者:佚名
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  酚醛改性环氧粉末涂料,由于两种树脂的共聚交联反应,增加了体系的交联密度、提高了涂膜耐介质渗透能力,尤其耐酸性和耐水性及耐有机溶剂等性能提高,弥补了环氧树脂这方面的不足。添加稀土酚醛改性环氧粉末涂料后,使涂料力学性能比只用酚醛改性明显提高,极大改善了酚醛的脆性,同时耐沸水性和吸水率,以及耐有机溶剂性也有了进一步改善,涂膜耐介质渗透能力及粉末涂料贮存稳定性能大大提高。据专家介绍,由于稀土元素一般易失去3个电子,呈正三价、反应活性极高,是参加反应的高活性剂,也是自身催化剂;而与树脂反应后所得化合物键能极强,因此树脂的耐热、耐磨、耐腐蚀等性能得到提高。北京化工大学材料科学与工程学院,最近在耐腐蚀环氧粉末涂料改性研究中,用氯化稀土来改性酚醛树脂,利用稀土改性酚醛树脂力学性能好的优点,来弥补酚醛树脂的不足。
   
  关于稀土酚醛树脂制备方法,据专家介绍,取一定量酚醛树脂加入5%氯化稀土,倒人500mL三口瓶中,加热升温并开始搅拌10~15min,升温至80~85℃保温反应10~15min,然后将反应液加热至沸腾,在沸腾状态下回流反应3~4h,继续加热并真空脱水,观察体系温度上升速度,温度达到140℃~160℃时根据性能需要即可出料。氯化稀土改性后的酚醛树脂GPC和IR测试表明,改性酚醛树脂红外光谱图中与酚羟基有关的3个特征峰3318cm-1、1362cm-1和1233cm-1,其振动强度比未改性时均减弱,说明稀土元素与酚醛树脂发生反应,生成键合牢固的键。未改性酚醛树脂的峰位分子质量Mp为488,改性后,酚醛树脂的峰位分子质量Mp增大到605,高分子质量级分峰的Mn自683增大到709,这是由于稀土元素与酚醛树脂分子产生共聚反应,导致数均分子质量Mn整体增大。IR和GPc谱图都证明了氯化稀土粒子,与酚醛书寸月旨分子链形成化学键,稀土改性酚醛为化学改性。添加稀土后涂层力学性能比只用酚醛改性明显提高,而涂层吸水率和耐沸水性能更进一步提高,也说明稀土改性后粉末涂料性能有了明显改善。
   
  酚醛改性后体系耐酸能力大大提高,同时耐有机溶剂性能也有明显改善,而添加稀土酚醛改性后效果更加明显。专家还介绍了稀土酚醛改性环氧粉末涂料的贮存稳定性。双氰胺固化粉末涂料贮存稳定性一般,引入固化促进剂2-甲基咪唑后,由于促进剂极强的活性,使得体系稳定性更差,一般保存不到一周就有结块现象,并且涂料反应活性下降。一般情况下大都选择对促进剂,进行丙烯酸脂改性的办法来提高其适用期,而该研究则使用稀土酚醛改性办法,这是因为稀土反应后生成化合物非常稳定,而且已知其是PVC等目前最理想的稳定剂,改性后粉末涂料稳定性大大增加。采用具体方法是将粉末涂料样品密封,室温下保存6个月,取出后与新制样品进行对比,涂料贮存前后外观无明显变化再时进行DSC测试。由实验图表可以看出,除了913CM-1处环氧键特征峰相比未贮存时有所下降外,其余如3429cm-1羟基峰,2206.9cm-1、2162.2cm-1处双氰胺特征峰等活性基团都没有太大变化,说明其有大量未反应。而对贮存6个月后粉末涂料进行固化反应,发现其仍具有可操作性,固化性能没有明显影响。

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