無(wú)醛涂料的制備與研究【無(wú)CAD圖】

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關(guān) 鍵詞：: 無(wú)醛涂料制備研究無(wú)醛涂料的制備

資源描述：: 無(wú)醛涂料的制備與研究【無(wú)CAD圖】,無(wú)醛涂料,制備,研究,無(wú)醛涂料的制備

內(nèi)容簡(jiǎn)介：: 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目 107 無(wú)醛涂料的制備與研究專業(yè) 名稱材料化學(xué) 班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生姓名指導(dǎo) 教師填表日期 2010 年 3 月 21 日 1 一、選題的依據(jù)及意義 1、 1 選題依據(jù) 107 涂料是上世紀(jì) 80 年代初期開發(fā)的 ,以聚乙烯醇縮甲醛為主要成膜物的涂料。仿瓷涂料、冷瓷涂料、 803 涂料等均為此種涂料的商名。盡管上世紀(jì) 60 年代我國(guó)就有了乳膠漆的生產(chǎn)技術(shù) ,但由于 107涂料以價(jià)格低廉適應(yīng)了當(dāng)時(shí)的社會(huì)發(fā)展水平和人民生活的要求 ,所以曾風(fēng)靡一時(shí) ,占據(jù)了我國(guó)建筑涂料的大部分市場(chǎng)。但是，在多年使用中 ,107 涂料暴露出一些致命的缺陷。其中最大的危害當(dāng)屬107 涂料中含有的有害物質(zhì) 甲醛。傳統(tǒng) 107 涂料的主要成膜物質(zhì) 107 膠的生產(chǎn) ,是在聚乙烯醇中加入甲醛 ,進(jìn)行醇醛縮合反應(yīng)而生成的膠狀體混合物 ,由于聚乙烯醇是分子量很大的高分子化合物 ,與甲醛反應(yīng)時(shí)反應(yīng)阻力很大 ,通常條件下很難與甲醛反應(yīng)完全 1,這樣大量的致癌物質(zhì)甲醛就會(huì)殘留在 107 膠中 ,當(dāng) 107 膠用作 107涂料的主要成膜物質(zhì)時(shí) ,107 膠中的未反應(yīng)甲醛就全留在 107 涂料中，危害人們的健康。目前市場(chǎng)上的 107 涂料絕大部分都含有甲醛這一有毒、有害成分，因此，研制新型無(wú)毒害的 107 涂料已是 107 涂料市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。無(wú)醛 107 涂料即是在 107 膠的生產(chǎn)制備過程中選用某種交聯(lián)物質(zhì)來(lái)替代傳統(tǒng)的甲醛，使得 107 膠中完全不含有甲醛這一有毒物質(zhì)，在生產(chǎn)源頭將甲醛這一有毒物質(zhì)去除，從而保證了制備的新型 107 涂料完全適應(yīng)市場(chǎng)的需要，亦符合國(guó)家的環(huán)保要求。 1、 2 研究意義傳統(tǒng) 107 涂料由于其原料易得、成本低，從 20 世紀(jì) 80 年代開始，在我國(guó)建筑工程上一直得到廣泛應(yīng)用。但由于涂料的耐寒性差、游離甲醛含量高，其應(yīng)用范圍受到很大限制 2。聚乙烯醇（酸性條件下與甲醛反應(yīng)生成的聚乙烯醇縮甲醛膠，因具有粘接力強(qiáng)、黏度大、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，也曾在建筑裝飾裝修中廣泛應(yīng)用。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)縮醛類膠水中游離甲醛揮發(fā)量的限制越來(lái)越嚴(yán)格。近年來(lái)人們?yōu)榻档涂s醛類膠水中游離甲醛揮發(fā)做了大量工作，并取得了一定進(jìn)展 3但這些改性方法只能降低膠粘劑中游離甲醛的含量，而不能完全消除。以聚乙烯醇作為主要成膜物制得的建筑涂料具有水溶性好，成膜性能優(yōu)良，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛使用 6，但聚乙烯醇分子中含有大量的羥基，親水性大，單純以聚乙烯醇作為成膜物的建筑涂料，因耐水性差而受影響。如何提高聚乙烯醇類涂料的耐水性是建筑涂料行業(yè)迫切需要解決的問題。目前普遍采用化學(xué)改性的方法，使其耐水性得到改善，常用的有甲醛改性聚乙烯醇，但因游離甲醛的刺激氣味及毒性使其應(yīng)用范圍受到限制，用聚醋酸乙烯、丙烯酸乳液、硅溶膠等改性 8，都存在一定問題，改性工藝復(fù)雜，可操作性差，引入原材料品種多， 2 成本高。因此，需要尋找新的無(wú)醛方式來(lái)對(duì) 107 涂料進(jìn)行改性。目前市場(chǎng)上的對(duì) 107 涂料的需求量還是非常之大的，但其甲醛含量已嚴(yán)重阻礙了它的發(fā)展，二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)這幾年涂料市場(chǎng)的發(fā)展非常迅猛，但國(guó)家對(duì)其環(huán)保要求也是越來(lái)越高。據(jù) 筆者了解，水性涂料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)自實(shí)施之日起，不達(dá)標(biāo)的涂料產(chǎn)品不再允許生產(chǎn)；自 2010 年 7 月 1 日起，不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品不再允許在市場(chǎng)上銷售。從 2010 年 5 月份起，由環(huán)境保護(hù)部頒布的涂料環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求防水涂料正式實(shí)施。水性涂料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不得人為向防水涂料中添加乙二醇醚及其酯類、鄰苯二甲酸酯、二元胺、烷基酚聚氧乙烯醚、支鏈?zhǔn)榛交撬徕c 、烴類、酮類、鹵代烴類溶劑。同時(shí)，水性涂料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物、放射性、甲醛、苯、苯類溶劑、固化劑中游離甲苯二異氰酸酯等物質(zhì)也提出了限值要求。在國(guó)外，環(huán)境保護(hù)已成為一項(xiàng)重中之重的事業(yè)。隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染越來(lái)越受到人類的重視，各國(guó)政府都相繼制定了有關(guān)法規(guī)，美國(guó)從 66 項(xiàng)法規(guī)發(fā)展到現(xiàn)在的 1113 項(xiàng)法規(guī)，對(duì)建筑涂料的有機(jī)揮發(fā)物（限制作出了更為明確的規(guī)定。其有機(jī)揮發(fā)物含量從 100mg/l 限定到 50mg/l。日本和歐美國(guó)家也都在環(huán)保法規(guī)上對(duì)有機(jī) 揮發(fā)物含量給出了限定標(biāo)準(zhǔn)，世界環(huán)保的要求和呼聲，使涂料的開發(fā)研究朝著低污染環(huán)保型的方向深化。建筑涂料在生產(chǎn)、使用中的揮發(fā)物質(zhì)是主要的環(huán)境污染源之一，因此，減少有機(jī)揮發(fā)物的含量已經(jīng)成為國(guó)外建筑涂料發(fā)展的總趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外大多都是著力降低 107 涂料中游離甲醛的含量，例如：張占柱等人在改性 107膠的制備研究 1中通過高縮醛化等方法使得 107涂料中游離甲醛的含量人通過高分子電解滴定和膠質(zhì)滴定等方法 9來(lái)改性涂料中游離甲醛的含量 ; 人通過添加纖維來(lái)改性涂料 10。目前取代甲醛用別的物質(zhì)作交聯(lián)劑來(lái)制備 107 建筑涂料這樣的研究還是比較少的，用聚醋酸乙烯、丙烯酸乳液、硅溶膠等改性，都存在一定問題，比如：改性工藝復(fù)雜，可操作性差，引人原材料品種多，成本高，等等。三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)研究?jī)?nèi) 容由于目前市場(chǎng)上絕大多數(shù) 107 涂料都含有甲醛，實(shí)驗(yàn)試圖找到一種交聯(lián)劑來(lái)代替它。實(shí)驗(yàn)中擬選取硼酸鈉、異氰酸酯、脲醛等作為交聯(lián)劑，通過采用正交表4)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)獲得最佳實(shí)驗(yàn)條件 11。再通過測(cè)定在最佳實(shí)驗(yàn)條件下的表干時(shí)間、粘度、附著力、抗沖擊強(qiáng)度、固含量等實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)確定哪種物質(zhì)來(lái)作為 3 交聯(lián)劑最佳。驗(yàn)方案器與藥品儀器：電動(dòng)攪拌機(jī)，恒溫水浴鍋，涂度計(jì)，秒表，三口瓶（ 250臺(tái)秤，燒杯。藥品：硼酸鈉、異氰酸酯、脲醛，聚乙烯醇，鹽酸（ 37%），氫氧化鈉，鈦白粉，立德粉，滑石粉，輕質(zhì)碳酸鈣，磷酸三丁酯，六偏磷酸鈉，無(wú)機(jī)顏料。交實(shí)驗(yàn)表的確定 11 實(shí)驗(yàn)選擇附著力為主要參考指標(biāo)，采用四個(gè)不同的反應(yīng)因素作為正交實(shí)驗(yàn)表的四個(gè)因素，分別為： A 反應(yīng)溫度（）； B 反應(yīng)時(shí)間（ C 反應(yīng) ；D 交聯(lián)劑與聚乙烯醇（摩爾比。每個(gè)因素?cái)M定 3 個(gè)水平 (見表 1)，選用4)正交表進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)（見表 2）。表 1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表因素水平 A 反應(yīng)溫度（） B 反應(yīng)時(shí)間（ C 交聯(lián)劑與聚乙烯醇（摩爾比 1 75 20 2 85 30 4)正交實(shí)驗(yàn)因素表如表 2所示表 2 4)正交實(shí)驗(yàn)因素表實(shí)驗(yàn)號(hào) 列號(hào) A B C 1 1 1 1 2 1 2 2 3 2 1 2 4 2 2 1 硼酸鈉為交聯(lián)劑制備 107涂料 07膠的制備向裝有電動(dòng)攪拌器、滴液漏斗和溫度計(jì)的三口燒瓶中加入 92去離子水， 4 攪拌下慢慢加入乙烯醇（逐步升溫至 A，攪拌溶解。溶解后加入濃鹽酸，調(diào)至為 C,繼續(xù)保溫 A，加入聯(lián)劑硼酸鈉，反應(yīng) 應(yīng)結(jié)束后降溫至約 60，慢慢滴加 30%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)反應(yīng)液至去熱源，繼續(xù)攪拌片刻即可。 07涂料的制備在一燒杯中取制得 107 膠 50g，分別加入偏磷酸鈉、白粉、德粉、石粉、質(zhì)碳酸鈣、酸三丁酯，攪拌混勻，即得 107 涂料。測(cè)所得涂料的附著力作為主要參考指標(biāo)，確定最佳實(shí)驗(yàn)條件。 07 涂料性能的研究在最佳實(shí)驗(yàn)條件下重復(fù) 驟，測(cè)試涂料的附著力、表干時(shí)間、粘度、抗沖擊強(qiáng)度、固含量等參數(shù)。異氰酸酯為交聯(lián)劑制取 107 涂料 12 以異氰酸酯為交聯(lián)劑，重復(fù) 所有步驟制取 107 涂料，獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)。脲醛為交聯(lián) 劑制取 107 涂料 13以脲醛為交聯(lián)劑，重復(fù) 所有步驟制取 107 涂料，獲取實(shí)驗(yàn)參數(shù)。四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度標(biāo) 1、確定 107 涂料正交實(shí)驗(yàn)的最佳實(shí)驗(yàn)條件。 2、在不影響傳統(tǒng) 107 涂料基本性能的基礎(chǔ)上，找到一種能夠替代甲醛作為交聯(lián)物質(zhì)的交聯(lián)劑。要特色本文旨在通過正交實(shí)驗(yàn)確定合理的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)制備 107 涂料，完全不用甲醛而采用別的無(wú)污染環(huán)保型的交聯(lián)劑是本課題的主要特色。作進(jìn)度 1、查找相關(guān)的外文資料并選擇翻譯、撰寫開題報(bào)告、論文 (設(shè)計(jì) )前期準(zhǔn)備、調(diào)查、研究、實(shí)驗(yàn)和撰寫論文或設(shè)計(jì) 4、論文或設(shè)計(jì)定稿、主審教師評(píng)定論文 (設(shè)計(jì) ) 6、論文答辯右五、參考文獻(xiàn) 1 莊義 07 涂料 J. 中國(guó)涂料 :44 5 2 張占柱，趙雅琴，靳明君等 . 改性 107 膠的制備研究 J. 河北化工學(xué) 院報(bào) ,1994,18(20):613 梁柏林 , 周民杰 . 環(huán) 保型筑膠粘劑的制備 J. 新型建筑材料 7(2):574 曾麗娟 ,藍(lán)仁華 J2005,21(2):145 劉義 ,王洪艷 ,萬(wàn)建華等 J2004,4:1896 柯麗軍 ,黃仕鋒 J2005,30(5):177 姚興芳 ,郭英 ,賈堤 ,等 J2005(6):418 牛永生 , 牛曉玉，劉德崢等 . 改性聚

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