水性环氧树脂的合成研究

水性环氧树脂的合成研究

李亮,王平华,刘春华,周莹莹

(合肥工业大学化工学院高分子材料科学与工程系 230009)

摘要:采用溶液聚合,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,以环氧树脂E-12为基体,通过自由基接枝聚合反应以甲基丙烯酸(MAA)、苯乙烯(St)单体将亲水性基团引入到环氧树脂链上,中和乳化后即得水性环氧树脂。讨论了甲基丙烯酸的用量、反应时间和中和度对接枝率、粒径的影响。利用红外光谱(IR)、扫描电镜(TEM)和激光粒度分析仪对产物进行了表征。结果表明,甲基丙烯酸用量为E-12质量的26%,接枝聚合反应时间为6h,中和度为100%时,合成的水性环氧树脂体系稳定性较好,粒径较小。

关键词:水性环氧树脂;接枝率;粒径

环氧树脂是三大通用型热固性树脂之一,具有优良的机械性能、电绝缘性能、热稳定性、耐化学品性和粘结性能,被广泛应用于电子电气、机械制造、航空航天、船舶运输等领域。随着社会的发展和人们环保意识的不断增强,以水为溶剂或分散介质的环氧树脂水性化改性愈来愈受到重视,水性化改性的环氧树脂不仅兼有溶剂型环氧树脂的优点,而且VOC(有机挥发物)含量低,施工性好,清洗方便,储运使用安全,价格也低廉,因而成为环氧树脂应用的发展方向之一[1~4]。

目前,对环氧树脂进行水性化改性的方法主要有机械法、相反转法和化学改性法[5]。机械法和相反转法制得的水性环氧树脂乳液粒径较大,稳定性差。化学改性法是现在环氧树脂水性化改性研究的热点,利用该法合成的水性环氧树脂乳液粒径较小,稳定性也较好。

本文采用自由基接枝共聚的方法,在过氧化苯甲酰(BPO)的引发下,将甲基丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸丁酯接枝到环氧树脂上,使环氧树脂具备水溶性,同时保留了大量的环氧基,从而使改性树脂的亲水性和反应活性达到合理的平衡[6]。合成的水性环氧树脂分散体系粒径较小,稳定性较好,并考察了甲基丙烯酸用量、接枝聚合时间和中和度对水性环氧树脂的影响。

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