有机金属框架材料_水性环氧树脂复合涂层性能研究_肖明.pdf
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1、塑料工业 第 卷第 期 年 月有机金属框架材料 水性环氧树脂复合涂层性能研究肖 明,王 涛,万 坚,陈召鸾,王 煦(西南石油大学新能源与材料学院,四川 成都)摘要:为提高水性环氧树脂的机械及防腐性能,首先制备有机金属框架材料,得到三种不同的有机金属框架材料,然后按照不同比例与水性环氧树脂混合均匀得到复合乳液,将其固化为涂层和薄膜。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、电化学工作站等对有机金属框架材料和复合薄膜、涂层进行表征。结果表明,加入有机金属框架材料后,水性环氧树脂薄膜性能有所增强。其中加入质量分数为.的 复合材料时性能较好,薄膜的拉伸强度为.,与水的接触角为.,阻抗为.,相比于纯环氧树脂,其阻
2、抗提升了.,薄膜的拉伸强度提升了.,水接触角增加了.。关键词:有机金属框架材料;水性环氧树脂;复合改性;涂料;性能中图分类号:.文献标识码:文章编号:():.开放科学(资源服务)标识码():,(,):,.,.,.,.,.,.:;水性环氧树脂在金属防腐领域已得到广泛运用,但其在固化后涂层韧性较差,容易产生裂纹,亲水性基团引入后导致其耐腐蚀性能降低,故需要对其进行改性研究,尤其是提高其力学和耐腐蚀性能。目前大部分研究都是利用无机粒子(、等)和石墨烯对水性环氧树脂进行改性,上述纳米粒子未改性之前在水性环氧树脂中分散性较差。而金属有机框架材料()是由金属阳离子或金属团簇与一些功能性有机物配体通过配位键
3、组成的三维多孔晶体材料,作为有机分子和无机材料的混合体,在水性环氧树脂中分散性较好,具有高比表面积和良好的热稳定性能等优点,与水性环氧树脂复合后,可有效改善其机械性能和防腐性能,使其在防腐领域得到更好应用。等将多巴胺()接枝到金属有机骨架 的表面上合成 填料,将 填料添加并均匀分散到水性环氧树脂涂料当中。结果证明填料在加入环氧树脂涂料后可以增强环氧树脂涂料的防腐性能。等把合成的 复合填料均匀地分散在环氧树脂涂料中,测试表明,涂层的防腐性能要明显高于 涂层。等在氧化石墨烯()表面上合成,并用 氨丙基三乙氧基硅烷()对合成的 进行改性,将 加入了环氧树脂复合涂层,通信作者:王煦,男,年生,教授,主
4、要从事高分子复合材料的研究。.作者简介:肖明,男,年生,在读硕士研究生,主要从事环氧树脂改性研究。.第 卷第 期肖 明,等:有机金属框架材料 水性环氧树脂复合涂层性能研究在对涂层进行了长达 的腐蚀测试后,发现含 填料的涂层在最低频率下的阻抗值下降很少,说明了改性后的复合涂料耐腐蚀的时间很长,自修复性能优异。本文通过三种不同的有机金属框架材料对水性环氧树脂进行改性,从而达到增强材料力学、防腐等性能的目的。实验部分.主要原料甲基咪唑、四水醋酸钴、,二甲基甲酰胺()、四氯化锆()、醋酸、二水醋酸锌:分析纯,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;对苯二甲酸(,):分析纯,上海梯希爱生化有限公司;氯化钠、丙酮
5、、无水乙醇:分析纯,成都市科龙化工试剂厂;甲醇:分析纯,上海萨恩化学技术有限公司;水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂:工业级,广州联固新材料有限公司;消泡剂:工业级,德国毕克化学有限公司。.仪器与设备电子分析天平:,奥豪斯国际有限公司;扫描电子显微镜:,卡尔蔡司显微图像有限公司;射线衍射仪:,丹东浩元仪器有限公司;超声波清洗机:,深圳福洋科技集团有限公司;双数显恒温磁力搅拌器:,金坛市城东新瑞仪器厂;电热鼓风干燥箱:,北京科伟永兴仪器有限公司;高速离心机:,湖南 湘 仪 实 验 器 材 有 限 公 司;真 空 干 燥 箱:,上海鸿都电子科技有限公司;接触角测量仪:,东莞市晟鼎精密仪器有限公司;热
6、失重分析仪:,瑞士梅特勒托利多公司;微机控制电子万能试验机:,美斯特工业系统有限公司;电化学工作站:,瑞 士 万 通 公 司;红 外 光 谱 仪:,美国热电公司;射线衍射仪:,丹东浩元仪器有限公司。.样品制备.的制备称取.的二水醋酸锌和.二甲基咪唑分别溶解于 去离子水中,将两种溶液超声混合均匀,静置 后离心,然后用去离子水清洗,重复 次。.的制备称取.的醋酸钴四水合物和和.二甲基咪唑分别溶解于 去离子水中,将两种溶液超声混合均匀,静置 后离心,然后用去离子水清洗,重复 次。.的制备配制 和 醋酸混合溶液,取 上述溶液加入 ,和 超声溶解(),放入 烘箱 ,将液体冷却至室温后离心,用甲醇清洗,重
7、复三次。.有机金属框架材料 水性环氧树脂复合乳液、薄膜及涂层的制备计算质量分数.的,与 去离子水混合后加入单颈烧瓶中,放入超声震动仪中分散,接着加入 水性环氧树脂,转速机械搅拌,得到分散均匀的复合乳液,记为。重复上述步骤,制备质量分数.的复合乳液,同时进行标号区分(.:;.:;.:;.:)。称取一定量的不同质量比例的的复合乳液,按环氧树脂与固化剂质量比为 加入固化剂和.的消泡剂,超声分散 后注入聚四氟乙烯模具中,将模具放入真空干燥箱中 下干燥 ,然后将模具置于 烘箱中固化 ,得到不同质量比例的 复合膜,膜的厚度大概在.。重复上述步骤,得到另外两种有机金属框架材料的复合薄膜。将未改性的水性环氧树
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