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基于迈克尔加成原理的涂层制备研究

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基于迈克尔加成原理的涂层制备研究


现有研究表明,以真实迈克尔反应(RealMichaelAdditionreaction,RMA)作为固化技术,有望解决传统涂料固化温度高、能耗大的固有缺陷。Michael反应的通式如式(1)所示,其原理是亲电的共轭体系和亲核碳负离子在强碱的作用下,发生共轭加成。由于该反应无小分子释放,反应条件相对温和,因而受到涂料行业的重视。

目前,许多研究院所和企业相继报道了基于迈克尔加成原理固化的涂层。Noordover等以丙二酸二乙酯制备了丙二酸酯液体树脂,与交联剂双三羟甲基丙烷丙烯酸酯固化后,制得的涂层附着力优异,但其合成的丙二酸酯树脂的T

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大多在0℃以下,导致涂层的耐热性下降。Ozturk等以改性聚己内酯为起始材料制备了Michael加成型涂层,其拉伸性能优异,但涂层的T

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低于-25℃。Daymon等使用含硫原子的丙烯酸酯衍生物制备的Michael加成型涂层具有优异的自修复性能,但涂层耐热性有所下降,T

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低至−27℃。综上所述,目前大多数报道的Michael加成型涂料虽然具备良好的低温固化性能,但局限于液体树脂方向,涂层的耐热性较差,T

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普遍低于0℃。

本研究采用熔融缩聚法,合成了乙酰乙酸酯树脂和丙二酸酯树脂2类不同结构的固体二羰基树脂,将其与多官能度丙烯酸酯进行Michael加成反应得到系列涂层。采用热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)对比分析了二羰基树脂的结构对涂层的热性能、机械性能的影响,以期制备得到具有高T

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、优异耐热性的Michael加成涂层。

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实验部分

1.1主要原料及仪器

傅立叶红外变换光谱仪(FT-IR):iS50R,美国赛默飞;核磁共振波谱仪(NMR):AVANCEIIIHD400,德国布鲁克;差示扫描量热仪(DSC):DSC3,梅特勒-托利多;热重分析仪(TGA):STA409PC,德国耐驰;动态力学分析仪(DMA):DMA+300,法国麦特韦伯;电子万能试验机:CMT-5105GD,三思泰捷。

1.2丙二酸酯树脂/乙酰乙酸酯树脂的制备

丙二酸酯树脂/乙酰乙酸酯树脂的基础配方如表1所示。在装有搅拌器、冷凝管、温度计的反应釜内加入一定量的新戊二醇、对苯二甲酸和单丁基氧化锡,逐步升温至240℃,保温至体系清晰后取样;降温至100℃,依次加入醋酸丁酯、丙二酸二乙酯/乙酰乙酸叔丁酯,升至130℃保温反应至不再有挥发物蒸出,然后在-0.094MPa下抽真空,待酸值、黏度达到一定范围后出料。假定反应程度为98%,且只发生醇解和酯交换反应,计算得出含1molC—H键的丙二酸酯树脂和乙....


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