2.4有机硅含量对耐热性能的影响


图3为不同DC-3074含量改性树脂固化物的热失质量曲线。

由图3可知，E-20环氧树脂固化物在117.38℃时开始降解，377.17℃后急剧分解，478.06℃时基本降解完全。对于化学改性树脂，从开始升温到150℃，质量变化很小，从树脂开始分解到190℃时，失质量率为16.03%，在200～320℃出现一平台，质量基本不变，从320℃后质量又开始下降，并随着有机硅含量的增加，平台进一步变宽且热失质量的趋势变缓。当树脂固化体系质量损失率为50%时，改性前后的热失质量分解温度分别为：418.28℃(E-20)、437.30℃(ED-10)、454.47℃(ED-20)、487.80℃(ED-30)、537.11℃(ED-40)。

图2 E-20和不同DC-3074含量改性环氧树脂的玻璃转化温度

图3 不同DC-3074含量改性树脂固化物的TG

PMPS化学改性环氧树脂后，PMPS作为接点使改性树脂形成具有适度交联的网状体系，同时硅氧键取代部分碳氧键，而硅氧键的键能比碳氧键的键能大得多，从而对所连接的基团起到屏蔽作用，提高了聚合物的耐热性、氧化稳定性[9～11]。表2为不同DC-3074含量改性环氧树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)。

表2 不同DC-3074含量改性树脂固化物的Tg

由表2可知，有机硅用量较少时，改性环氧树脂的Tg有所下降，这是因为有机硅含量较低改性效果不明显；但是ED-30的Tg却有所提高，这是因为适量的PMPS作为接点接枝于环氧树脂网络中，使体系的交联密度变大所致；同时随着PMPS用量的进一步增加，有机硅链段的柔软性开始起主要作用，Tg值又有所下降。从上述TGA、DSC分析可以看出，DC-3074的用量有一定的范围，含量过低时，改性效果不明显；含量过高时，剩余的有机硅不仅降低材料的玻璃化转变温度，同时还会影响材料的其他理化性能。当m(E-20)∶m(DC-3074)=7∶3时，改性树脂固化物的耐热性能最佳。

2.5涂料参考配方与性能测试

根据所制备改性树脂的特性以及涂料的性能要求，研究了以改性树脂ED-30为基料的涂料配方。该涂料为双组分反应型，由甲乙两组分组成，具体参考配比见表3。按表3参考配方制成涂料的涂膜具有较好的耐热性、耐腐蚀性能和力学性能，附着力、耐碱性尤其突出，具体性能指标与结果如表4[12]。

表3 涂料参考配方

表4 涂膜性能

3.结语

(1)DC-3074化学改性E-20环氧树脂，得到均一、稳定的淡黄色透明溶液，不仅解决了相容性差的问题，还明显提高了改性树脂固化体系的耐热性能。

(2)当m(E-20)∶m(DC-3074)=7∶3时，改性树脂固化物的耐热性能良好，涂膜的耐热性、耐腐蚀性和力学性能也最佳。涂膜硬度为H～2H；耐冲击性为50cm；附着力为1级；柔韧性为1mm；耐酸性、耐碱性和耐盐水性均良好。

(3)改性树脂ED-30固化体系的热分解温度在200℃左右，当质量损失率为50%时，ED-30的热失质量分解温度为487.80℃，这不仅保证了后续涂料在高温下不会很快分解，还可以在高温环境下与填料发生结合，进一步提高耐热性能。因此通过添加适当的耐高温颜填料和助剂等可以开发出一种常温固化的耐高温防腐涂料。