电子束固化酚醛环氧树脂的制备及其性能的研究.pdf

Synthesis and properties of electron beam curable novolac epoxy resin A Dissertation Submitted for the Degree of Master On Material Physics and Chemistry By Zhu linggan Under the Supervision of Prof. Liang hongbo School of Material Science and Engineering Nanchang Hangkong University, Nanchang, China May, 2012 摘 要 电子束固化是一种环保技术，具有环境友好、效率高、经济和节约能源等优 点，是一种很有发展前景的技术，引起了各国研究部门和决策机构的重视。基于 酚醛环氧树脂优 的性能，本文对酚醛环氧树脂（F-51 ）改性制备了一系列可直接 进行电子束固化的树脂 （酚醛环氧丙烯酸树脂和电子束/潮气双重固化酚醛环氧丙 烯酸树脂），对电子束固化工艺，固化漆膜的性能、潮气固化工艺和潮气固化漆膜 性能进行研究。具体研究内容如下： 以酚醛环氧树脂(F-51)、丙烯酸(AA) 、 -氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)及异氟 尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料，合成可直接进行电子束固化的酚醛环氧丙烯酸树脂 和电子束/潮气双重固化酚醛环氧丙烯酸树脂。采用傅里叶转换红外光谱 （FT-IR ） 1 和核磁 （HNMR ）对产物分子结构进行了表征，结果表明成功制备了预期产物。 对合成过程的条件进行了研究，确定了最佳合成路线。 以所合成的树脂为电子束辐射固化基体，对不同辐射剂量下固化漆膜的物理 性能，凝胶含量，热稳定性，红外光谱，双键转化率进行了研究，结果表明电子 束固化是一种交联反应与降 反应竞争的固化方式，90kGy 为适宜固化剂量。对 添加阳离子 432 和未添加阳离子引发剂的各配方电子束固化膜的物理性能进行研 究，结果表明，随着丙烯酸双键含量的增加，漆膜的铅笔硬度越好，柔韧性则逐 渐变差，硅氧烷改性后漆膜附着力和柔韧性有显著提升，但是漆膜硬度下降，且 添加阳离子引发剂432 ，电子束可引发环氧基团的聚合进一步提高漆膜性能。对电 子束与紫外光固化后漆膜的物理性能、热重、红外光谱，双键转化率进行了对比 研究。针对酚醛环氧丙烯酸酯树脂柔韧性欠佳问题，用聚氨酯丙烯酸为增韧剂， 对树脂增韧后的物理性能及拉伸行为进行了研究，结果表明，聚氨酯丙烯酸酯的 添加可显著改善漆膜的柔韧性。 用摆杆硬度法研究了剂量、配方和温度对潮气固化的影响，结果显示，剂量 和双键含量的增加显著延长了潮气固化时间，温度升高可大幅度缩短潮气固化时 间，同时潮气固化后漆膜性能得到了显著提升。用红外，热重分析了固化前后漆 膜的变化，结果表明，潮气固化过程中主要发生Si-OC H 基团的水 生成了Si-O-Si 2 5 交联网络。 关键词：电子束，潮气固化，硅氧烷，酚醛环氧丙烯酸酯 I Abstract Electron beam (EB) curing technology is one developing prospect technology with advantages such as environmental-friend, efficiency, economy and energy saving, which attract the great attention of research depar