摘 要

传统溶剂型涂料存在韧性差、疏水性差、安全性差等问题，而水性环氧涂料中的水来源广泛，可以节省大量资源，在生产、运输、过程中，基本上无污染物产生、无火灾危险，因而有益于保护生态环境。随着水性环氧被广泛使用，为了满足更大的性能要求，水性环氧的改性成为了主流。但是水性环氧还是有不足之处，本文希望透过MXene的改性，提高水性环氧的力学性能、耐水性、紫外光阻隔能力等。

本文主要采用是以聚乙二醇、环氧树脂为原料，以丙二醇甲醚为溶剂，在催化剂三氟化硼乙醚作用下乳化剂；以环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚为原料，在自制乳化剂作用下，合成具有一定优异性能的水性环氧树脂；以聚丙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、丙二醇甲醚为原料，以乙酸为中和剂制备水性固化剂；通过计算乳液环氧值与固化剂胺值，得出固化剂使用量，制备环氧固化涂膜。再通过物理共混的方式加入MXenes来改性，测试表征对水性环氧性能的影响。结果表明试样中通过Mxenes改性水性环氧，提高了韧性、耐水性、紫外光透过率，降低了硬度和强度。

关键词：水性环氧 MXenes物理共混 复合改性

Study on Modification of Waterborne Epoxy by MXene

Abstract

Conventional solvent-based paints had problems such as poor toughness, poor hydrophobicity, and poor safety. Water-based epoxy paints had a wide range of water sources and can save a lot of resources. During production, transportation, and processes, there were basically no pollutants or fire hazards. Therefore, it was beneficial to protect the ecological environment. With the widespread used of water-based epoxy, in order to meet the larger performance requirements, the modification of water-based epoxy had become the mainstream.

This article mainly uses polyethylene glycol and epoxy resin as raw materials, propylene glycol methyl ether as solvent, and emulsifier under the action of boron trifluoride ether as catalyst; epoxy resin and polypropylene glycol diglycidyl ether are used as raw materials. Under the action of self-made emulsifier, waterborne epoxy resin with certain excellent properties was synthesized; polypropylene glycol diglycidyl ether, phenyl glycidyl ether and propylene glycol methyl ether were used as raw materials, and acetic acid was used as neutralizing agent to prepare water-based curing agent; Emulsion epoxy value and curing agent amine value, the use of curing agent, preparation of epoxy cured coating. The MXenes were then modified by physical blending to test the effect of the characterization on the properties of the waterborne epoxy. The results show that the water-based epoxy modified by Mxenes in the sample improves the toughness, water resistance, ultraviolet light transmittance, and reduces the hardness and strength.

Key Words: Waterborne Epoxy; MXenes; Physical Blending; Compound Modification

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文章综述 1

1.1引言 1

1.1.1 国外水性环氧树脂的研究进展 1

1.1.2 国内水性环氧树脂的发展状况 2

1.2 水性环氧简介 2

1.2.1水性环氧树脂的制备 2

1.2.2水性环氧树脂的改性 4

1.3 MXene概述 4

1.3.1 MXene的制备 5

1.4课题研究的背景及其研究方法 5

1.4.1课题背景 5

1.4.2课题研究的目的和内容 5

第二章 实验部分 7

2.1仪器设备与实验原料 7

2.1.1实验原料 7

2.1.2实验仪器 8

2.2 实验原理 8

2.2.1 水性环氧的合成过程 8

2.2.2 水性环氧合成原理 9

2.3 实验操作 10

2.3.1实验步骤 10

2.3.2 测试样制备 12

2.4 性能测试方法 12

2.4.1 红外光谱 12

2.4.2 乳化剂用量对乳液稳定影响 12

2.4.3 力学性能测定 12

2.4.4 吸水率测定 13

2.4.5 光的透过率测定 13

2.4.6 硬度的测定 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 红外光谱 14

3.1.1乳化剂红外光谱 14

3.1.2 固化剂红外光谱 15

3.2 乳化剂用量对乳液稳定性的影响 16

3.3 力学性能 16

3.4 吸水率 17

3.5 光的透过率 18

3.4.1 太阳膜测试仪 18

3.4.2 分光光度计 18

3.6 硬度 19

参考文献 21

致谢 23

第一章 文章综述

1.1引言

随着环境社会的提倡以及标准法规的规范，对于化工材料方面的环保要求越来越高，现如今比较常用的涂料也被列入规范列表，由于水性环氧涂料的水性可以阻燃，并且制作水性环氧时没有有害物质生成，并且水性环氧的制备过程简单，方便了添加其他助剂来复合改性，水性环氧成为了现如今主流的涂料原料。本文就将利用类石墨烯结构的MXenes对水性环氧涂料的力学性能、韧性、抗静电性能、固化速率等方面进行复合改性研究。对比加入不同量MXenes对水性环氧的影响。

1.1.1 国外水性环氧树脂的研究进展