畢業設計論文-環氧地坪涂料的研制-資料下載頁

【導讀】利用環氧樹脂通過選擇合適的固化劑及加工工藝過程，制備環氧地坪涂料，可以使學生對于涂。實驗測試能力、文字表達能力、以及分析問題解決問題的能力。關于環氧地坪涂料的研究，從選擇合適的固化劑入手，要求地坪涂料能在常溫固化成膜，流平性好，并對影響因素進行討論，確定實驗的工藝條件，結合文獻資料和研究的結果，得出目前國內外環氧地坪涂料研究和使用現狀，提出進一步研究的方向。下解決實驗中出現的問題，在給定的時間內取得實驗數據，得出實驗研究的結論。對實驗研究結果進行處理分析和歸納，按學院要求格式撰寫畢業論文。述內容符合課題要求，外文翻譯準確，參考文獻量充足；實驗內容敘述明確，圖表對應整齊，作圖規范，分析具體細致、有理論依據，各部分結論正確；設計方法表達詳盡，機理分析透徹；結論滿足課題要求；2擬定切實可行的實驗研究方案，完成實驗準備工作。6畢業設計（論文）答辯~1任務量畢業設計（論文）難易適度、份量合理。

　　

【正文】 備好的色漿按一定的比例調色，如調制出草綠色、咖啡色、橙黃色、橙紅色等 。 (2)按比例放大調制成一定量的顏色的色漿。 (3)將制備好的色漿加 入適量的基料或不加基料，均勻的分成四份，然后分別加入一定量的 T3 J50、 T100、 1327固化劑。 (4)加入固化劑后，加入少量消泡劑再靜止一會然后將各種涂料鋪展在 鋁 板上。 通過觀察檢測不同種類固化劑的涂膜的性能和不斷改變固化劑的加入量確定固化劑的最佳種類用量。 環氧地坪涂料的性能檢測 按相關國家標準對涂料性能進行檢測 ， 見表 3[7]： 表 3 無溶劑自流平環氧地坪涂料檢測標準 檢測項目 檢測結果 檢測方法 外觀 平整光滑 目測 表干（ 25℃ ）∕ h ≤6 GB∕T 172889 實干 （ 25℃ ）∕ h ≤24 GB∕T 172889 固含量∕ % 100 GB∕T 172589 附著力（劃圈法）∕級 ≤1 GB∕T 928688 硬度（鉛筆） 3H GB∕T 673996 光澤∕ % 90 GB∕T 174389 唐 山 學 院 畢 業 設 計 17 3 結果與討論 原料種類的選擇及加入量的確定 環氧樹脂的選擇 環氧樹脂分子中的環氧基和羥基是環氧樹脂固化反應的活性中心。環氧樹脂可與多種活性官能團發生反應，進行交聯固化或改性。環氧樹脂在固化過程的行為及固化物的性能取決于環 氧樹脂的性能、固化劑和其他助劑的性能以及它們與樹脂之間的相互影響及合理配合，此外還和他們的固化歷程有密切關系，而這些又取決于他們的分子結構。環氧樹脂最大的特征是含有反應活性很高的環氧基。環氧基是由兩個碳原子和一個氧原子組成的三元環。兩個碳原子和一個氧原子在同一平面上，反應性相當活潑氧的電負性比碳大，導致靜電極化作用，使氧原子周圍電子云密度增加。在環氧基上就形成兩個可反應的活性中心。當親電試劑靠近時就攻擊氧原子，而當親核試劑靠近時則攻擊碳原子，并迅速發生反應，引起 CO鍵斷裂，使環氧基開環。 常用的環氧樹脂為 縮水甘油醚類，縮水甘油醚類 可分為雙酚 A、雙酚 F、雙酚 S等型號 [8]。 A型環氧樹脂 雙酚 A（即二酚基丙烷）型環氧樹脂即二酚基丙烷縮水甘油醚。在環氧樹脂中它的原材料易得、成本最低，因而產量最大（在我國約占環氧樹脂總產量的 90%，在世界約占環氧樹脂總產量的 75%80%），用途最廣，被稱為通用型環氧樹脂。 (1)其結構特點： 。 ，是一種線型聚醚結構。 、相距較遠地出現許多仲羥基，可以看成是一種長鏈 多元醇。 、次甲基和異丙基 [9]。 (2)雙酚 A型環氧樹脂的性能 ，但具有熱固性，能與多種固化劑、催化劑及添加劑形成多種性能優異的固化物，幾乎能滿足各種使用要求。 。固化時基本上不產生小分子揮發物，可低壓成型。能溶于多種溶劑。 。 。 唐 山 學 院 畢 業 設 計 18 。 主要缺點是：耐熱性和韌性不高，耐濕性和耐候性差 。 常見的不同類型的 雙酚 A型環氧樹脂見表 表 5: 表 4 E系列 環氧樹脂 同 一 型號 習 慣 型號 外觀 色澤號 環氧值 (g∕100g) 揮 發 物 含 量∕ % E51 618 淡黃至黃色透明粘稠液體 2 ～ 1 E44 6101 淡黃至棕黃色透明粘稠液體 6 ～ 1 E42 634 8 ～ 1 E20 610 淡黃至棕黃色透明固體 8 ～ 1 E12 604 8 ～ 1 表 5 Shell公司的雙酚 A型環氧樹脂（ EPON商標） 型 號 環氧當量 (g∕100g) 粘度 （ 25℃ ） ∕（ ） 826 180～ 188 6500～ 9500 828 185～ 192 10000～ 16000 830 190～ 210 15000～ 22500 834 230～ 280 836 290～ 335 因雙酚 A型環氧樹脂分子中含有極性高而不易水解的脂肪族羥基和醚鍵 , 使其在潮濕狀態對混凝土底材也有較高的附著力 ,而且耐化學品性能也高。又因其結構為剛性的苯核和柔性的烴鏈交替排列 ,從而賦予漆膜較好的物理機械性能 ,所以 本實驗選用雙酚 A型環氧樹脂作為實驗原料。 F型環氧樹脂 雙酚 F型環氧 樹脂通常是用雙酚 F（二酚基甲烷）與環氧氯丙烷在氫氧化鈉的作用下反應，而獲得液態雙酚 F型環氧樹脂，也可合成固態雙酚 F型環氧樹脂。雙酚 F型環氧樹脂的特點是粘度小，不到雙酚 A型環氧樹脂粘度的 1∕3，對纖維的浸漬性好。其固化物的性能與雙酚 A型環氧樹脂幾乎相同，但耐熱性稍低而耐腐蝕性稍優。 S型環氧樹脂 雙酚 S型環氧樹脂是有雙酚 S與環氧氯丙烷在堿性條件下合成的一種耐高溫環氧樹脂。雙酚 S型環氧樹脂的特點是高溫下強度高，熱穩定性、化學穩定性及尺寸穩定性好，與醇酸樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂等有很高的反應能力 ，對玻璃纖維及碳纖維有較好的潤濕性和粘接力。 唐 山 學 院 畢 業 設 計 19 經比較由于雙酚 F耐熱性差、雙酚 S常溫為固體，且雙酚 A型較雙酚 F以及雙酚 S等型號顏色淺有利于提高涂膜效果，所以選用雙酚 A型環氧樹脂作為本實驗的原料。雙酚 A型環氧樹脂分子中含有極性高且不易水解的脂肪族烴基和醚鍵，使其在潮濕狀態下對混凝土底材也有較高的附著力，而且耐化學品性能也高。又因其結構為剛性的苯核和柔性的烴鏈交替排列，從而賦予漆膜較好的物理機械性能。 E系列 環氧樹脂性能比較 ,見表 6[9]： 表 6 環氧樹脂性能比較 E一 51 E一 44 E20 Shell 828 色澤 較淺 深 深 淺 黏度 低 較 高 低 低 涂膜效果 好 差 一般 好 常用于環氧地坪涂料 生產 的 E系列 環氧樹脂有 E51， E44， E20。在等溫條件下 ,E51粘度最低，需要加入的稀釋劑最少，且所制的涂膜的性能最好， 因此 E系列環氧樹脂選用 E51環氧樹脂配制無溶劑環氧地坪涂料。 Shell公司生產的 Shell828型環氧樹脂 作為無溶劑地坪涂料用樹脂 ， 其固含量高 , 粘度較低 ， 綜合性能優良 ，所以同系列中選擇 Shell828型環氧樹脂。 用 E51和 Shell828型兩種環氧樹脂分別制成顏料體積濃度和粘度均相同的 A組分與 1327固化劑配制成涂料Ⅰ和涂料Ⅱ，將涂料的性能進行對比，見 表 7： 表 7 涂料性能比較 涂料Ⅰ 涂料Ⅱ 外觀 平整、光滑、光澤度不好 平整、光滑、光澤度好 表干 /h 3 2 實干 /h 24 24 硬度 /% 60 70 選擇環氧樹脂第一考察固化后涂膜效果，其次考察產品色澤，然后考察產品黏度。由于 E51環氧樹脂的粘度比 Shell828型環氧樹脂的粘度高， 相同室溫下 在制備色漿時要達到相同的效果， E51加入的稀釋劑多，所以導致涂 料 Ⅰ 其漆膜性能不如涂料 Ⅱ 的硬度高，光澤度也不如涂料Ⅱ效果好。且 Shell828型環氧樹脂制得得涂料毒性是很低的， LD50值在 1030g/kg范圍。完全固化的 Shell828環氧樹脂經 Borman研究表明是無毒的。 通過表 7中不同系列的環氧樹脂制得的涂料性能的比較 ，選用Shell828環氧樹脂作 為本實驗的 最佳 環氧樹脂 。 唐 山 學 院 畢 業 設 計 20 固化劑的選擇 在環氧樹脂的固化反應中，環氧樹脂、固化劑及固化促進劑的結構是影響固化反應的內在因素；固化反應溫度、空氣中二氧化碳及稀釋劑等是影響固化反應的外在條件。在固化反應體系中， 內在因素與外在條件交互作用，使環氧樹脂固化反應呈現出不同的歷程 [8]。 固化劑結構對環氧樹脂固化反應起決定性作用。從某種意義上講，固化劑決定環氧樹脂固化反應機理和固化產物的理化性能，所以固化劑的選擇對環氧樹脂涂料的性能影響至關重要。 合成樹脂類固化劑分子中主要活性基團是羥甲基、烷氧甲基和羧基等，它們與環氧樹脂進行縮聚交聯固化時，應加入適當的固化促進劑并在 100℃以上烘烤固化。地坪涂料要求室溫固化，所以合成樹脂類固化劑不適合作為本實驗的原料。 含活潑氫化合物與環氧樹脂的環氧基反應速度明顯大于含質子給予體化合物與環氧樹脂環氧基反應速度。即含活潑氫化合物可在室溫與環氧樹脂反應，而含質子給予體化合物需要在 160℃ 下才能與環氧基反應。含活潑氫化合物中，由于脂肪胺的結構和堿性都不同于芳香胺，通常在與環氧樹脂的環氧基進行親核加成反應的活性為脂肪胺大于芳香胺；在同系列胺化合物中，伯胺的反應活性大于仲胺；由于叔胺的氮原子上無活潑氫，其是通過叔胺上的氮原子的強負電性向環氧基電子云密度較低的碳原子進攻，形成氧陰離子，引發環氧基的陰離子聚合反應。 本實驗采用酚改性含活潑氫的脂肪胺作為環氧樹脂的固化劑，可有效地增大交聯密度提高涂膜對底 材的粘接力，提高耐化學品性，降低 反應溫度。 實驗 中的幾種固化劑的外觀和 用相同的環氧樹脂 分別制成涂料后的性能比較 ,見 表 8： 表 8 固化劑的性能對比 J50固化劑 T100固化劑 1327固化劑 二乙烯三胺 T31固化劑 固化劑的顏色 淺棕色 深棕色 無色 無色 淺黃色 固化劑的粘度 低 低 低 低 高 涂料的光澤度 好 好 好 表面泛白 不光亮 涂料的鉛筆硬度 2H 3H 3H 2H 3H 涂料的耐沖擊性 /cm 45 45 50 30 50 唐 山 學 院 畢 業 設 計 21 涂料的耐磨性 /g 由上表比較可以看出 ， 1327 固化劑 的綜合性能要好于其他固化劑，所以 本實驗中 1327 固化劑為最理想的固化劑。 稀釋劑的選擇 試驗中即使采用低分子環氧樹脂作為涂料的成膜物質，也達不到涂料自流平的施工要求，需要加入適量的稀釋劑以降低體系黏度。如上所述， 稀釋劑分為活性稀釋劑和非活性稀釋劑兩種。 非活性稀釋劑指的是酮類、芳烴類、酯類等溶劑， 如果加入溶劑雖然可以降低體系黏度，但是由于溶劑不參與環氧樹脂的交聯反應， 在涂膜固化過程中部分揮發出來，造成環境污染，并且影響制成品的機械 強度，嚴重時出現氣孔或使涂膜發軟，并且 含有溶劑的涂料一次成膜厚度不能超過 。 因此本實驗不選用。 常溫下環氧樹脂的粘度較大 , 給環氧樹脂的應用帶來困難 。 引入活性稀釋劑會顯著降低環氧樹脂體系的粘度 , 改善膠液的工作性能。活性稀釋劑一般是指帶有一 個或 兩 個以上環氧基的化合物 , 它們可以直接參與環氧樹脂的固化反應 , 成為環氧樹脂固化物交聯網絡結構的一部分 , 對固化產物的性能幾乎無影響 , 有時還能增加固化體系的韌性。此外 , 稀釋劑也起到延長使用壽命的作用。 活性稀釋劑本身能參與環氧樹脂的固化反應，有效物 100%無 VOC排放，環境友好，同時還起著增韌作用。但由于釋劑本身是短鏈分子，碳鏈比環氧樹脂短，因而阻礙了鏈的形成。釋稀釋劑用量過多，對涂膜性能也有一定影響。 常見的 不同活性稀釋劑稀釋效果 ,見表 9[3]: 表 9 不同的活性稀釋劑稀釋效果 雖然烯丙基縮水甘油醚與丁基縮水甘油醚降低黏度指標相當，但是，由于丁基縮水甘油醚的刺激性大、氣味大、揮發性大， 而烯丙基縮水甘油醚無色、無刺激性氣味， 所以本實驗中采用烯丙基縮水甘油醚活性稀釋劑做稀釋劑。 助劑的選擇 稀釋劑 達到如下黏度所用稀釋劑的質量分數 % s Pas Pas 烯丙基縮水甘油醚 丁基縮水甘油醚 苯乙烯氧化物 唐 山 學 院 畢 業 設 計 22 為使涂料及涂層獲得優異的性能 ,可以加入一定量的助劑來完成。因此 ,在涂料中加入適當的助劑顯得尤為重要。 潤濕分散劑 地坪涂料中顏填料含量高，粘度相對較高，同時為了達到良好的裝飾性而選用了有機顏料，采用通常方法分散時，分散效率低，易產生浮色、發花現象。 實 驗中，對于不同的顏料，選用兩種或兩種以上的分散劑，并且加入潤濕分散劑 (防浮色劑 )加以改善，發現幾種分散劑配合使用有理想的潤濕、降粘、分散、防浮色和發花作用，還有提高涂膜的光澤，促進流平，防止涂料沉淀的作用 [9]。分散劑的用量為涂料甲組分總量的 ～ ％ 。本實驗中采用德國 EFKA的潤濕分散劑。 消泡劑 溶劑環氧自流平涂料內含有多種 具有表面活性的物質 ,容易產生氣泡 ,另一方面在施工時機械攪拌及刮板會使大量空氣陷入漆膜內 ,由于涂料本身的黏度大 ,氣泡在漆膜中穩定 ,不易排出 ,這些原因使得涂料中需要加入消泡劑使其表面張力降低 ,使氣泡壁表面張力差而導致涂膜表層流動 ,使泡壁變薄而破裂 ,加速氣泡的排出 ,減少針孔、氣泡痕等缺陷。 消泡包括兩方面的含義：一是“抑泡”，即防止氣泡或泡沫產生；二是“破泡”，即消除已