水性聚氨酯的研究.pdf

1、水性涂料越來(lái)越受青睞，而水性聚氨酯的優(yōu)越性得到了廣大研究者的認(rèn)可。本論文對(duì)自乳化型水性聚氨酯的相轉(zhuǎn)變過(guò)程、聚氨酯水分散體的制備以及紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸復(fù)合乳液的制備及固化膜性能等做了較為系統(tǒng)的研究，所做的主要工作如下： 1.自乳化型水性聚氨酯相轉(zhuǎn)變過(guò)程的研究：以甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)、二羥甲基丙酸(DMPA)等合成了水性聚氨酯，表征了相轉(zhuǎn)變過(guò)程的粘度和電導(dǎo)率的變化。首次提出了三段結(jié)構(gòu)模型(ThreeS

2、tagesStructureModel，簡(jiǎn)稱TSSM)并用其對(duì)水性聚氨酯的相轉(zhuǎn)變過(guò)程中體系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬，找出了影響水性聚氨酯相轉(zhuǎn)變過(guò)程的因素。結(jié)果顯示：水性聚氨酯的相轉(zhuǎn)變過(guò)程與己報(bào)道的水性聚氨酯預(yù)聚體的相轉(zhuǎn)變過(guò)程存在相轉(zhuǎn)變點(diǎn)前后的差異，三段結(jié)構(gòu)模型(TSSM)能很好的對(duì)水性聚氨酯的相轉(zhuǎn)變過(guò)程中體系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬；羧基含量、聚醚分子量和NCO/OH(摩爾比)(R值)等因素都影響水性聚氨酯的相轉(zhuǎn)變過(guò)程。這些影響因素的確定為制備性能優(yōu)異的

3、聚氨酯水分散體做好了準(zhǔn)備。 2.水性聚氨酯分散體的制備：用經(jīng)典丙酮法和自行設(shè)計(jì)的邊擴(kuò)鏈邊分散法合成了水性聚氨酯分散體，用紅外光譜等分析手段對(duì)制備工藝進(jìn)行了探討。找出了制備水性聚氨酯分散體的最佳工藝條件，探討了水性聚氨酯分散體穩(wěn)定性的影響因素，以及模擬了邊擴(kuò)鏈邊分散過(guò)程中體系的結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示：用兩種方法均制備出了長(zhǎng)期穩(wěn)定的水性聚氨酯分散體，其中邊擴(kuò)鏈邊分散法更顯示了其制備工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)越性。用紅外光譜和反應(yīng)速率常數(shù)等手段確立了反應(yīng)溫

4、度和反應(yīng)時(shí)間等工藝條件；聚醚種類、聚醚分子量和羧基含量都會(huì)影響水性聚氨酯分散體的穩(wěn)定性；并對(duì)邊擴(kuò)鏈邊分散過(guò)程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討，畫(huà)出了邊擴(kuò)鏈邊分散過(guò)程中體系的結(jié)構(gòu)示意圖。 3.紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸復(fù)合乳液的制備及固化膜性能的研究：以異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)，PPG-1000，二羥甲基丙酸(DMPA)和丙烯酸羥丙酯(HPA)合成了含端丙烯酰基的水性聚氨酯樹(shù)脂，并將其和丙烯酸酯類單體復(fù)合得到了紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸復(fù)合

5、乳液，考察了該復(fù)合乳液的穩(wěn)定性，探討了影響穩(wěn)定性的因素，并進(jìn)行了紫外光固化實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響固化速度的因素以及固化膜的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示：成功合成了穩(wěn)定性較好的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸復(fù)合乳液，影響復(fù)合乳液穩(wěn)定性的主要因素是羧基含量。光引發(fā)劑的種類和用量以及丙烯酸單體含量都會(huì)影響光固化速度。用IPDI合成紫外光固化涂料不會(huì)產(chǎn)生黃變現(xiàn)象，這是它較TDI的最大優(yōu)點(diǎn)；丙烯酸單體的含量對(duì)固化膜的性能影響很大，含量提高，耐水性、耐溶劑性和硬度提