水性聚氨酯的合成及hccp對其阻燃改性研究

1、 論文題目：水性聚氨酯的合成及 HCCP 對其阻燃改性研究 專 業(yè)：材料學 碩 士 生：趙小亮 （簽名） 指導教師：邵水源 （簽名） 昝麗娜 （簽名） 摘 要 水性聚氨酯(WPU)具有氣味小、分子量大、粘度低、易加工、高度耐磨、附著力

2、強、操作簡單、易儲存和使用方便等優(yōu)點，在皮革、涂料、紡織、造紙和印刷等領域得到廣泛應用。這些材料在使用前如果不經過阻燃處理會潛伏著引發(fā)火災的危險，容易造成重大人員傷亡事故。因此，改善 WPU 的阻燃性能有著很高的應用價值和非常重要的社會意義。 本文以聚丙二醇（PPG） 、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI） 、二羥甲基丙酸（DMPA） 、1,4-丁二醇（BDO）和三羥甲基丙烷（TMP）等為原料釆用預聚體分散法合成 WPU，通過異氰酸根含量測定

3、、粒度測試、乳液穩(wěn)定性、粘度測試、耐水性測試和力學性能等測試手段，對 WPU 合成條件及配方進行研究和探討。結果表明：為了確保 WPU 的預聚過程中各步平穩(wěn)充分反應，聚氨酯預聚體合成反應先在 45℃～55℃反應 20min，然后緩慢升溫到 75℃，反應約 100min；水性擴鏈反應在 85℃下反應約 120min；進一步擴鏈和交聯(lián)反應在 85℃下反應約 120min。配方工藝研究得出，R 值和 TMP 含量的增加可以提高 WPU 的耐水

4、性能，R 值、DMPA 含量和 TMP 含量的增大，均增加了 WPU 的硬段含量，致使 WPU 膠膜的力學性能呈現(xiàn)出拉伸強度變大，斷裂伸長率降低的趨勢。 并以六氯環(huán)三磷腈（HCCP） 、丙烯酸羥乙酯（HEA）和苯酚（PhOH）為原料，三乙胺 （TEA） 為縛酸劑， 兩步親核取代反應合成出五苯氧基環(huán)三磷腈基丙烯酸酯 （PCPA） ，采用 FTIR 和 1H NMR 對合成產物 PCPA 進行表征。FTIR 分析表明 PhOH 和 HEA

5、取代成功，產物后處理簡單，產率可達到 70%；以自由基反應的方法將 PCPA 接枝到 WPU分子鏈上，通過 FTIR 對 PCPA 改性后的 WPU 進行結構表征，并通過乳液穩(wěn)定性、耐水性、力學性能、熱重分析、氧指數(shù)、垂直燃燒實驗等測試方法對 PCPA 改性 WPU 的性能進行研究。 結果表明： FTIR 分析說明 PCPA 成功接枝到 WPU 分子鏈中； 隨著 PCPA含量的增加， WPU 乳液粒度變大， 一定量的 PCPA 可以改善