酚醛改性環氧粉末涂料,由于兩種樹脂的共聚交聯反應,增加了體系的交聯密度、提高了涂膜耐介質滲透能力,尤其耐酸性和耐水性及耐有機溶劑等性能提高,彌補了環氧樹脂這方面的不足。添加稀土酚醛改性環氧粉末涂料后,使涂料力學性能比只用酚醛改性明顯提高,極大改善了酚醛的脆性,同時耐沸水性和吸水率,以及耐有機溶劑性也有了進一步改善,涂膜耐介質滲透能力及粉末涂料貯存穩定性能大大提高。據專家介紹,由于稀土元素一般易失去3個電子,呈正三價、反應活性極高,是參加反應的高活性劑,也是自身催化劑;而與樹脂反應后所得化合物鍵能極強,因此樹脂的耐熱、耐磨、耐腐蝕等性能得到提高。北京化工大學材料科學與工程學院,最近在耐腐蝕環氧粉末涂料改性研究中,用氯化稀土來改性酚醛樹脂,利用稀土改性酚醛樹脂力學性能好的優點,來彌補酚醛樹脂的不足。
關于稀土酚醛樹脂制備方法,據專家介紹,取一定量酚醛樹脂加入5%氯化稀土,倒人500mL三口瓶中,加熱升溫并開始攪拌10~15min,升溫至80~85℃保溫反應10~15min,然后將反應液加熱至沸騰,在沸騰狀態下回流反應3~4h,繼續加熱并真空脫水,觀察體系溫度上升速度,溫度達到140℃~160℃時根據性能需要即可出料。氯化稀土改性后的酚醛樹脂GPC和IR測試表明,改性酚醛樹脂紅外光譜圖中與酚羥基有關的3個特征峰3318cm-1、1362cm-1和1233cm-1,其振動強度比未改性時均減弱,說明稀土元素與酚醛樹脂發生反應,生成鍵合牢固的鍵。未改性酚醛樹脂的峰位分子質量Mp為488,改性后,酚醛樹脂的峰位分子質量Mp增大到605,高分子質量級分峰的Mn自683增大到709,這是由于稀土元素與酚醛樹脂分子產生共聚反應,導致數均分子質量Mn整體增大。IR和GPc譜圖都證明了氯化稀土粒子,與酚醛書寸月旨分子鏈形成化學鍵,稀土改性酚醛為化學改性。添加稀土后涂層力學性能比只用酚醛改性明顯提高,而涂層吸水率和耐沸水性能更進一步提高,也說明稀土改性后粉末涂料性能有了明顯改善。
酚醛改性后體系耐酸能力大大提高,同時耐有機溶劑性能也有明顯改善,而添加稀土酚醛改性后效果更加明顯。專家還介紹了稀土酚醛改性環氧粉末涂料的貯存穩定性。雙氰胺固化粉末涂料貯存穩定性一般,引入固化促進劑2-甲基咪唑后,由于促進劑極強的活性,使得體系穩定性更差,一般保存不到一周就有結塊現象,并且涂料反應活性下降。一般情況下大都選擇對促進劑,進行丙烯酸脂改性的辦法來提高其適用期,而該研究則使用稀土酚醛改性辦法,這是因為稀土反應后生成化合物非常穩定,而且已知其是PVC等目前最理想的穩定劑,改性后粉末涂料穩定性大大增加。采用具體方法是將粉末涂料樣品密封,室溫下保存6個月,取出后與新制樣品進行對比,涂料貯存前后外觀無明顯變化再時進行DSC測試。由實驗圖表可以看出,除了913CM-1處環氧鍵特征峰相比未貯存時有所下降外,其余如3429cm-1羥基峰,2206.9cm-1、2162.2cm-1處雙氰胺特征峰等活性基團都沒有太大變化,說明其有大量未反應。而對貯存6個月后粉末涂料進行固化反應,發現其仍具有可操作性,固化性能沒有明顯影響。
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