TBA环氧树脂超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究
2008/8/29/08:26 来源：涂料涂装资讯网1实验研究
1.1实验试剂
双酚A(BPA):分析纯,天津市河东区红岩试剂厂;95%乙醇:分析纯,天津市永大化学试剂开发中心;溴化钠:分析纯,天津市化学试剂六厂三分厂;溴酸钾:分析纯,广州化学试剂厂;双氧水:分析纯,天津市化学试剂六厂三分厂;亚硫酸氢钠:分析纯,天津市天达净化材料精细化工厂;环氧氯丙烷:分析纯,天津市化学试剂六厂三分厂;氢氧化钠:分析纯,内蒙珠峰化工有限公司;聚磷酸铵(APP):工业级,山东世安化工有限公司;三聚氰胺(MEL):分析纯,上海山浦化工有限公司;季戊四醇(PER):工业级,濮阳市鹏鑫化工有限公司;Sb2O3:分析纯,天津市凯通化学试剂有限公司;四溴双酚A环氧树脂:自制;氯化石蜡-42。
1.2实验仪器
QFD型电动漆膜附着力测定仪:天津市材料试验机厂;涂膜火焰喷射燃烧测试仪:自制;QZM锥形研磨机:天津伟达试验机厂;热分析仪7Series/UNIXTGA:美国PerkinElmer;红外光谱仪FT-IRSpectrometerSpectrum2000:美国PerkinElmer;HH—S2s数显恒温水浴锅;DJ1C-60W增力电动搅拌器;250mL四口烧瓶;500mL三口烧瓶;150℃温度计;加液漏斗;冷凝管;烧杯等。
1.3TBA的合成
在500mL的三口烧瓶中加入4.6gBPA和30mL95%的乙醇,装上电动搅拌、回流冷凝管。在室温下,搅拌使BPA完全溶解,加入6.04gNaBr和10mL浓盐酸,滴加KBrO3饱和溶液(其中含KBrO34.84g),2.5h内滴完。室温下反应1h后,滴加10mL30%H2O2溶液,30min内滴完。室温下反应2h后,加热回流2h。滴加10%NaHSO3溶液,直到溶液中无溴为止(用淀粉碘化钾试纸检测)。蒸馏回收20mL乙醇,然后倒入500mL烧杯中冷却后抽滤,并用100℃蒸馏水洗涤滤饼,滤饼于100℃烘干。得淡黄色的TBA。
1.4四溴双酚A环氧树脂的合成
将环氧氯丙烷37g与四溴双酚A27g加入四口烧瓶,搅拌升温至90℃,再加入30%的氢氧化钠溶液25mL反应2.5h,加入30%氢氧化钠18mL,再反应5h。然后将反应液倒入烧杯中。并加水和二甲苯洗涤,洗掉生成的氯化钠,分液。再加热蒸出二甲苯,得到所需产品四溴双酚A环氧树脂。
1.5四溴双酚A环氧树脂防火涂料的制备
在250mL烧杯中加入20g四溴双酚A环氧树脂和80g二甲苯,搅拌至四溴双酚A环氧树脂溶解。再分别加入30g聚磷酸铵、26g三聚氰胺、14g季戊四醇、10gTiO2、4gSb2O3、2g膨润土和10g氯化石蜡-42。高速分散均匀后开始研磨,先后研磨两次,细度控制在80μm以下,第一次研磨完后将锥形磨清洗干净再继续第二次研磨。
2结果与讨论
2.1TBA及TBA环氧树脂的合成原理
双酚A分子结构中与2个羟基相邻的4个氢原子很活泼,易被溴取代生成四溴双酚A,溴化剂有全溴、溴-氯酸钠等。直接采用液溴作溴化剂的方法,生产成本高,而且液溴腐蚀性强、易挥发、污染严重,运输、贮存和使用都极不方便,四溴双酚A合成中通常以BPA为原料,NaBr-KBrO3作溴化剂合成TBA],其反应方程式见式1。
TBA环氧树脂超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究
四溴双酚A环氧树脂以四溴双酚A和环氧氯丙烷在碱金属氢氧化物作用下，进行逐步聚合而成。环氧氯丙烷与四溴双酚A反应生成的最简单的单体，分子式如见式2。
TBA环氧树脂超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究
该物质进一步反应得到相对分子质量较大的四溴双酚A环氧树脂，反应式如式3。
TBA环氧树脂超薄膨胀型钢结构防火涂料的研究
2.2TBA及TBA环氧树脂的FT-IR表征
四溴双酚A及四溴双酚A环氧树脂红外光谱如图1所示。
·TBA;2—TBA环氧树脂
图1TBAA和TBA环氧树脂的红外光谱
图1中四溴双酚A的红外光谱与美国(TheSadtlerStanardSpectra)萨特勒标准红外光谱图完全相符(光谱图号为216K),四溴双酚A环氧树脂红外光谱图中798.0cm-1为C—Br的特征振动峰,911.8cm-1为环氧的特征峰,3452.0cm-1为环氧树脂—OH峰,2967.9cm-1、2931.8cm-1、3064.9cm-1和2875.4cm-1为C—H振动峰。
