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1、南京林业大学毕业设计(论文)开题报告学生姓名李微璐学号N070203107专业化学工程与工艺（精细化工）指导教师姓名季永新职称教授所在学院南方学院选题来源科研课题√生产实践其它选题类型毕业设计毕业论文√选题名称环氧甲基丙烯酸酯的合成研究的目的及意义近年来环氧树脂涂料特别是水性化环氧树脂涂料和纳米改性环树脂涂料迅速发展。由于环氧树脂具有优异的物理和化学性能,如良好的附着力、耐化学药品性和耐溶剂性能优异、硬度高、耐腐蚀、热稳定性优良。所以一直引起人们的关注。一般溶剂型环氧树脂涂料含有有机挥发溶剂。这些有机溶剂对环境造成污染，危害人类健康。但随着环保意识的提高，溶剂型环氧树
2、脂涂料已经不能满足要求。为适应这种变化，环氧树脂涂料的改性就显得尤为重要。与溶剂型涂料相比，水性环氧涂料具有许多优点。比如有机挥发物含量低、气味小、使用安全、甚至不含有机溶剂，可用水清洗等。所以广泛用作高性能建筑涂料、设备底漆、运输工具底漆、汽车底漆和工业维修面漆等。丙烯酸环氧树脂是近年来发展的一种新型光固化涂料。由于其对环境污染少、能耗低、效率高、收缩性小、化学稳定性好等优点。而被广泛地应用。以丙烯酸或甲基丙烯酸及环氧树脂为原料，合成了丙烯酸改性环氧树脂。国内外同类研究概况目前国内对环氧树脂的水性化研究已趋于成熟，尤其是对反应型乳化剂和接枝反应型的研究进展令人欣喜。
3、对环氧树脂乳液性能的测试方法也基本发展完备。寻找新型的固化剂或采用光固化技术，改善交联度，改变涂层的硬度或柔顺性，缩短固化时间，提高涂层的光泽度、物理机械性能，防止闪锈，将是今后研究的主要内容。国内水性环氧的基础原料为双酚A型环氧，国外已向双酚F、双酚S及丙烯酸环氧拓展，双酚F、双酚S环氧突出的优点是耐高温性好，复合材料界面结合好，制品强度高，美国一玻纤公司已将双酚F环氧乳液用于生产军工用耐高温复合材料的玻纤制品，其技术严格保密，拒绝转让及合作。又如丙烯酸环氧或甲基丙烯酸环氧又称乙烯基树脂，此类树脂由于在环氧链段上接上了亲水性的丙烯酸及甲基丙烯酸，在特定的合成配方及合
4、成工艺条件下制成水性环氧。由于产品中未添加对界面结合起不利影响的乳化剂，加之乙烯基树脂，相对分子量大、粘结力强、透明度高的特点，此类乙烯基水性环氧可广泛应用于缠绕、拉挤、方格布、短切毡、喷射纱等浸润剂中。综述一、甲基丙烯酸环氧酯的合成反应原理：以季铵盐为例，环氧树脂与丙烯酸的酯化反应机理为：季铵盐催化环氧丙烯酸双酯树脂的形成机理被认为是:首先，季铵盐对热不稳定，受热易分解生成叔铵和卤代烃(以四乙基溴化铵为例):由于叔胺的氮原子上有一对孤对电子,它向双酚A的环氧基团进行亲核进攻使之开环生成三乙基铵内盐(氮叶立德,形成醇盐离子)。然后,三乙基铵内盐吸收丙烯酸的质子生成铵盐
5、和丙烯酸负离子:最后由于铵盐上的氮相连的碳原子具有亲电性,丙烯酸根负离子与之反应生成环氧丙烯酸树脂,并使催化剂再生:二、影响合成反应的因素1．温度对反应的影响环氧树脂与(甲基)丙烯酸的酯化反应是放热反应，故此反应温度控制极为重要。过高的反应温度会使物料中的丙烯酸发生自聚反应，也会使环氧树脂中的羟基与丙烯酸发生酯化反应等。由公式可以看出,反应温度越高,聚合速率常数越大,即反应越快，反应体系酸值越低。升高温度可加快反应，并且温度越高,到达终点的时间越短，但是过高的反应温度则易引起双键的热聚合及其它副反应，并且容易发生局部聚合现象，致使产物的黏度增大并影响产物的色泽及纯度等
6、。所以反应的最佳温度为90～100℃，反应时间为3～4h左右。2.阻聚剂对反应的影响体系中不加任何阻聚剂时，随着反应进行，体系黏度明显增大，最终生成了不溶于有机溶剂的凝胶，显然物料中的双键发生了热聚合反应。一般使用0.5%的对苯二酚作为阻聚剂，效果很好。阻聚剂对苯二酚的作用是防止碳碳双键聚合等副反应。其作用机理是,对苯二酚先被氧化成苯醌，然后截取自由基使之还原，从而达到终止自由基链反应和降低聚合反应速率的作用。3.催化剂种类及用量对反应的影响除环氧基团可与羧基发生酯化反应外,环氧树脂上的羟基也可与羧基发生酯化反应,因此,有必要选择合适的催化剂,使反应有利于羧酸和环氧基
7、反应。有机叔胺、季铵盐、KOH、Na2CO3等都可作为羧酸与环氧基反应的催化剂。已有研究表明叔胺的催化效果最好。同时有相关文献指出随着催化剂的用量增大,反应速率明显增快。如催化剂用量达到0.9%时,合成反应时间仅需2.5h。由于催化剂残留在合成产物中不能清除,因此,用量加大会影响合成产物的某些性能,如贮存寿命等。三、水性环氧树脂乳化技术众所周知，环氧树脂的亲水亲油平衡值（HLB）在3左右，是一种不溶于水也难于乳化的亲油性聚合物。为使其乳化形成稳定乳液，目前国内外最常用的方法可归结为外加乳化剂法及自乳化法。1．外加乳化剂法这是一种藉外加乳化剂使环氧树脂
