低溫解封封閉異氰酸酯固化劑的合成及應(yīng)用研究.pdf

1、低溫固化型涂料不僅有利于高溫易變形材料的涂裝，而且低溫有助于節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。封閉異氰酸酯由于把對水較為敏感的-NCO基團(tuán)保護(hù)了起來，使得封閉異氰酸酯能夠作為水性涂料的樹脂或固化劑，并且能改善涂膜的機(jī)械性能，在很大程度上促進(jìn)了人們對低溫解封封閉異氰酸酯的研究。
　　 本文以三羥甲基丙烷(TMP)和甲苯二異氰酸酯(TDI)為原料合成預(yù)聚物，經(jīng)過親水試劑二羥甲基丙酸(DMPA)改性后，分別以甲乙酮肟(MEKO)和2-甲基咪唑(2-

2、MI)作為封閉劑，合成了兩種封閉型異氰酸酯(BI)固化劑。對其影響因素做了詳細(xì)考察，包括反應(yīng)溫度、時(shí)間、投料方式以及預(yù)聚體摩爾比等。利用紅外光譜、熱失重分析(TGA)和差示掃描量熱儀(DSC)等分析手段對封閉異氰酸酯固化劑進(jìn)行了表征和分析，確定其解封溫度。
　　 以甲乙酮肟(MEKO)對DMPA親水改性的多異氰酸酯進(jìn)行封閉，反應(yīng)溫度在70℃反應(yīng)3.0h可完全封閉，反應(yīng)進(jìn)行3.0h時(shí)，2277cm-1處N=C=O的不對稱伸縮振動(dòng)吸

3、收峰消失，達(dá)到完全封閉;TGA和DSC分析表征的解封溫度基本相同，其解封溫度介于70℃～128℃。以2-甲基咪唑?qū)MPA親水改性的多異氰酸酯進(jìn)行封閉，反應(yīng)溫度在60℃反應(yīng)2.5h可完全封閉，2273cm-1處的N=C=O不對稱伸縮振動(dòng)吸收峰消失，達(dá)到完全封閉;TGA，DSC分析表征的解封溫度介于125.6℃～138.1℃。對比兩種不同封閉劑封閉產(chǎn)物，甲乙酮肟封閉的比2-甲基咪唑封閉的解封溫度低。
　　 封閉異氰酸酯最大的優(yōu)點(diǎn)是

4、制備水性涂料，文中通過固化劑水分散液一些性質(zhì)，如Zeta電位((ζ))、粒徑大小及分布、粒度分散系數(shù)(PDI)、乳液穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性，離心穩(wěn)定性等的測量，分析體系穩(wěn)定性。采用TDI、TMP、DMPA為原料，2-甲基咪唑?yàn)榉忾]劑，三乙胺中和制備了水分散封閉異氰酸酯(WBI)乳液，乳液外觀呈乳白半透明泛藍(lán)光狀，乳化效果較好，穩(wěn)定性較好。用三乙胺作為中和劑時(shí)，所制備的WBI乳液粒徑較小，儲存穩(wěn)定性較好，在六個(gè)月以上。隨著中和度的增大，WBI

5、乳液的外觀由不透明向透明狀改善，乳液的粒徑逐漸減小，粒度分散系數(shù)也呈減小趨勢。最佳中和度為100％。隨著親水基團(tuán)含量的增加，乳液的Zeta電位絕對值增大，膠粒之間的排斥作用增大，乳液外觀由乳白不透明變?yōu)榘胪该鞣核{(lán)光，同時(shí)乳液的穩(wěn)定性提高。因此可見，-COOH含量越高，乳液的Zeta電位絕對值越大，乳液越趨于穩(wěn)定。隨DMPA用量的增加，單位質(zhì)量乳液所消耗的NaCl溶液的體積增加，說明離子基團(tuán)含量比較高時(shí)，乳液耐電解質(zhì)性能較強(qiáng)。乳液的Zet