光-热混杂固化环氧树脂/聚氨酯丙烯酸酯纳米复合涂料的制备与性能

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为了使环氧树脂(ER)/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)具有更加的优异的性能,本文在合成聚氨酯丙烯酸酯的基础上,通过加入甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MAPTMS),甲基丙烯酰氧基丙基笼型倍半硅氧烷(MAP-POSS)、以及甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷改性的纳米二氧化硅,并通过合成光引发剂二苯基碘鎓盐使体系进行自由基-阳离子的光热混杂固化,研究了纳米材料改性后涂料的固化行为,力学性能及热性能。
　　1.采用动态力学谱仪(DMA)、示差扫描量热仪(DSC)研究了MAPTMS改性的环氧树脂(ER)/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)固化体系的玻璃化转变温度和非等温固化动力学。结果表明在MAPTMS含量达到12 wt％时,玻璃化转变温度达到最大值,与纯组分相比提高了8.2℃。光-热固化比光固化反应更完全,材料耐热性更好。并且这种混杂固化过程的动力学可以用两个参数的?esták-Berggre模型描述,反应的平均表观活化能为70.55 kJ/mol。
　　2.制备了甲基丙烯酰氧基硅笼(MAP-POSS)改性环氧树脂(ER)/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)复合涂料,用二苯基碘鎓盐为光引发剂研究了涂料的光-热混杂固化反应,动态力学和热降解过程。结果表明,涂料有良好的光固化性能,光-热混杂固化可进一步提高材料刚性;并且光-热固化能提高体系的玻璃化转变温度,使体系的Tg增加50℃左右,当MAP-POSS含量达到12 wt%时,体系的Tg达到最高98.5℃。通过Friedman法研究体系的热降解动力学,可以看出在光固化和光-热固化过程中不同含量的MAP-POSS的加入均随着升温速率β的增加Ea明显提高。
　　3.制备了纳米二氧化硅改性环氧树脂(ER)/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)复合涂料,通过Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa法研究体系的热降解动力学,可以得出nano-SiO2的加入使得降解Ea明显提高,比起始热分解活化能约提高30 kJ/mol。当nano-SiO2含量达到4 wt%时Ea最高,随着nano-SiO2的加入反应级数n也提高,并且光-热固化体系的降解Ea和反应级数n均高于光固化体系。并且紫外光和热固化均可以很好地使体系进行固化成膜反应,nano-SiO2的加入使得涂膜硬度和抗冲强度增加。

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作者
田丛;
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作者单位

河北大学;

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授予单位河北大学;
学科高分子化学与物理
授予学位硕士
导师姓名高俊刚;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类氨基醇酸透明漆、环氧底漆;基础理论;
关键词
环氧树脂; 聚氨酯丙烯酸酯; 纳米复合涂料; 固化行为; 力学性能;

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