天然生漆的水基化及其复合体系的研究

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生漆是我国重要特产,素有“涂料之王”的美称。几十年来国内外学者对生漆的改性研究做了大量工作,许多创新性成果在经济建设中发挥着重要作用。但是以往的改性产物,都是有机溶剂型涂料。无溶剂涂料和水性涂料是涂料发展的趋势,发展水性生漆是生漆行业面临的挑战,是生漆科技界迫切需要攻关的难题。研究生漆水基化课题使生漆由原来的油包水型(W/O)变成水包油型(O/W)涂料,具有重要的意义。利用漆酚(U)含有两个羟基的结构特点,由漆酚直接合成了漆酚基乳化剂(UE)。根据乳化作用的结构相似性原理,用漆酚基乳化剂(UE)乳化天然生漆,制备O/W型生漆乳液(RLE),并研究RLE的稳定性、流变性及其膜性能。结果表明:UE可使W/O型天然生漆转化为O/W型生漆乳液,而混合乳化剂UE/PVA使RLE的稳定性增强。当混合乳化剂的浓度(CME)较低时,RLE为假塑性流体,当CME≥10%时,RLE为膨胀性流体。随着贮存时间的增长,RLE的黏度增大,但假塑性流体特征未变。由UE8/PVA及UE10B/PVA混合乳化剂制备的RLE贮存稳定性好,RLE在常温下可贮存3个月以上不分层。CME=3.3%时,RLE粒子为不规则形状,CME=6.7%时,RLE粒子为球形,其直径小于400nm。RLE的膜性能与天然生漆的相似,具有优良的耐化学腐蚀性、耐热性及良好的物理机械性能。以UE10B为乳化剂,利用相反转技术可以制备稳定性好的漆酚甲醛缩聚物(UFP)水基分散体系,其水基化粒子为多孔结构的微球,尺寸约5~20μm,孔的尺寸小于1μm。以UE18为乳化剂,利用相反转技术可以得到稳定性好的腰果酚甲醛缩聚物(CFP)水性乳液,乳液粒子为球状,尺寸小于0.2μm,粒子大小分布窄且为单个粒子。研究了RLE/苯丙乳液(PSA)、RLE/纯丙乳液(PA)共混体系的流变性、涂膜的物理机械性能、耐化学介质性能、及耐热性能等。共混物涂膜仍具有类似生漆的的物理机械性能、耐化学介质性能和耐热性。PSA或PA在含量较高时与RLE不能完全相容,当含量达到20%时,SEM图显示共混物出现明显的相分离现象。制备了RLE/SiO2(TiO2)复合材料。用IR、TEM,TGA、DMTA表征了复合材料,测试复合材料的常规物理机械性能和耐化学介质性能。结果表明,生漆基/SiO2(TiO2)复合材料涂膜的表面光滑平整,纳米无机组分的加入提高了复合材料的综合性能,SiO2、TiO2用量不高于3%时,无机粒子五团聚、粒径小,均匀分散。
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