稀土酚醛樹脂改善涂料性能
酚醛改性環(huán)氧粉末涂料，由于兩種樹脂的共聚交聯(lián)反應，增加了體系的交聯(lián)密度、提高了涂膜耐介質(zhì)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(huán)氧樹脂這方面的不足。添加稀土酚醛改性環(huán)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(zhì)滲透能力及粉末涂料貯存穩(wěn)定性能大大提高。據(jù)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(huán)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(yōu)點，來彌補酚醛樹脂的不足。
關于稀土酚醛樹脂制備方法，據(jù)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(tài)下回流反應3～4h，繼續(xù)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(jù)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(fā)生反應，生成鍵合牢固的鍵。未改性酚醛樹脂的峰位分子質(zhì)量Mp為488，改性后，酚醛樹脂的峰位分子質(zhì)量Mp增大到605，高分子質(zhì)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(chǎn)生共聚反應，導致數(shù)均分子質(zhì)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(huán)氧粉末涂料的貯存穩(wěn)定性。雙氰胺固化粉末涂料貯存穩(wěn)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(wěn)定性更差，一般保存不到一周就有結塊現(xiàn)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(wěn)定，而且已知其是PVC等目前最理想的穩(wěn)定劑，改性后粉末涂料穩(wěn)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(huán)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(fā)現(xiàn)其仍具有可操作性，固化性能沒有明顯影響。
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