納米材料改性水性聚氨酯的研究.pdf

1、對水性聚氨酯改性常見的方法有丙烯酸改性、環(huán)氧樹脂改性、有機(jī)硅改性、氟改性、植物油改性等，這些改性方法能有效提高水性聚氨酯的耐水性、物理機(jī)械性能，但是卻不能賦予材料聲、光、電、磁、熱等方面的特性。而納米粒子具有與宏觀顆粒所不同的特殊的體積效應(yīng)(小尺寸效應(yīng))、表面界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，表現(xiàn)出獨(dú)特的光、電、磁和化學(xué)特性，因此將納米材料具有的特殊性質(zhì)與聚氨酯良好的物理機(jī)械性能和可加工性能結(jié)合，賦予材料紫外屏蔽、吸波、導(dǎo)電、隔熱、耐磨等功

2、能，制備優(yōu)良的涂料，既有很好的理論價值，又有很好的應(yīng)用價值?；谶@點(diǎn)，本論文制備了硅溶膠改性水性聚氨酯材料和納米摻銻二氧化錫（ATO）改性水性聚氨酯保溫隔熱材料：
　　 1、納米硅溶膠改性水性聚氨酯材料的制備與表征
　　 本文選擇納米硅溶膠作為添加物，以水性聚氨酯作為成膜物質(zhì)，利用機(jī)械共混法制備了硅溶膠改性水性聚氨酯乳液，并對這種材料進(jìn)行粒徑、TEM、IR、TGA、吸水率、機(jī)械拉伸等方面的測試，與材料改性前進(jìn)行比較，分析

3、了硅溶膠在水性聚氨酯中的分布情況，并討論了硅溶膠的加入及加入量對水性聚氨酯材料性能的影響。結(jié)果表明：
　　 （1）粒徑測試及電鏡觀察顯示乳液平均粒徑均小于100nm，說明硅溶膠加入水性聚氨酯乳液中乳液粒徑都達(dá)到了納米級，而且粒徑分布相對集中，說明硅溶膠在水性聚氨酯中分散得比較均勻，沒有團(tuán)聚。但是高分辨透射電鏡說明硅溶膠/水性聚氨酯混合乳液成膜后的表面會有少量納米顆粒聚集。
　　 （2）紅外測試說明，硅溶膠和聚酯型水性聚氨

4、酯之間的相互作用比和聚醚型水性聚氨酯之間的相互作用更好。
　　 （3）通過Tg分析，硅溶膠對膠膜耐溫性的提高比較明顯。
　　 （4）拉伸實(shí)驗(yàn)、吸水率測試說明硅溶膠對水性聚氨酯有增強(qiáng)作用，從穩(wěn)定性等方面綜合考慮，我們認(rèn)為當(dāng)硅溶膠的添加量在20％左右時所制的膠膜的機(jī)械性能和吸水率效果最好。硬度測試表明硅溶膠的加入明顯提高了聚酯型和聚醚型水性聚氨酯的硬度。
　　 2、 納米ATO改性水性聚氨酯保溫隔熱材料的制備與表征<

5、br>　　 選擇納米ATO作為涂料基料(顏料)、并以水性聚氨酯作為成膜物質(zhì)，適當(dāng)添加了一些助劑，利用超聲分散法制備了納米ATO改性水性聚氨酯透明隔熱涂料,并對這種材料進(jìn)行粒徑、TEM、FTIR、TGA、吸水率、拉伸等方面的測試，與材料改性前進(jìn)行比較，分析討論了ATO的加入及加入量對材料性能的影響。最后還對材料進(jìn)行了紫外－可見－近紅外區(qū)透過率測試及保溫測試，從理論和實(shí)際結(jié)果上闡述了材料的保溫效果。結(jié)果表明：
　　 （1）納米粒度

6、分析測試、TEM結(jié)果說明納米ATO水溶液在水性聚氨酯中分散的非常好，沒有團(tuán)聚。
　　 （2）拉伸實(shí)驗(yàn)、吸水率測試及TG分析發(fā)現(xiàn)納米ATO對水性聚氨酯有增強(qiáng)作用，使得軟硬段的耐熱性得到了提高，特別是硬段，我們猜測它是作為硬段存在于水性聚氨酯中。隨著 ATO加入量的增加，增強(qiáng)作用越明顯。
　　 （3）通過紫外－可見－近紅外分光光度計分析證明了ATO確實(shí)能夠降低材料在近紅外區(qū)域的透過，而對可見光區(qū)域的透過影響不大，從而能作為透