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本文系统综述了超亲水材料在油水分离领域的破乳(Demulsification)与防污(Antifouling)策略,重点探讨了改性双氰胺(MDY)和支化多胺(BPA)两种新型高效固化剂在环氧粉末涂料(EP)中的应用。通过对比传统双氰胺(DICY)体系,研究证实MDY和BPA可显著降低固化活化能(分别降至71.08和65.44 kJ/mol),缩短40分钟固化时间(400 K),同时提升涂层硬度、耐冲击性及耐化学腐蚀性,为低能耗环保涂料开发提供理论支撑。
环氧树脂(EP)凭借优异的附着力、低收缩率和耐腐蚀性,成为粉末涂料的核心成膜材料。传统固化剂双氰胺(DICY)虽广泛应用,但存在反应活性低、固化温度高(150–200°C)等缺陷。本研究通过合成改性双氰胺(MDY)和支化多胺(BPA),提出了一种通过增加活性氨基数量来降低固化活化能的高效策略。
以DICY、苯肼和甲基丙烯酸酯为原料,通过两步法合成MDY;以二乙烯三胺和甲基丙烯酸甲酯制备BPA。采用傅里叶红外光谱(FTIR)验证结构,其中MDY的C≡N特征峰(2208 cm−1)消失,证实反应成功。通过差示扫描量热法(DSC)分析固化动力学,建立热力学方程模型。
MDY和BPA体系活化能分别降至71.08和65.44 kJ/mol,较DICY体系(110.98 kJ/mol)降低40%以上。模拟显示,400 K下完全固化时间缩短40分钟。氨基/环氧基团比例为1.2时,体系兼具存储稳定性和高效固化性能;过量MDY(1.6–1.8)虽加速反应,但会导致涂层针孔和附着力下降。
优化比例下,MDY和BPA固化涂层的巴科尔硬度提升15%,耐冲击性提高20%,耐酸性和耐盐水性显著优于DICY体系。BPA因支化结构赋予涂层更致密的交联网络,而MDY则通过活性氨基实现低温快速固化。
MDY和BPA作为多胺固化剂,通过降低活化能和缩短固化时间,为环氧粉末涂料的低能耗生产提供了新思路。未来研究可进一步探索其工业化量产稳定性及在紫外固化体系中的应用潜力。
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