【碩士】超支化聚氨酯復(fù)合乳液的制備與性能研究

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　　【碩士】超支化聚氨酯復(fù)合乳液的制備與性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：湖南大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　 UV固化水性聚氨酯涂料結(jié)合了UV涂料和水性涂料兩者的特點。可由于技術(shù)尚不成熟，UV固化水性聚氨酯存在交聯(lián)密度低、雙鍵轉(zhuǎn)化率低等問題，導(dǎo)致固化膜的耐水性差、物理機械強度不高，同時其乳液固含量較低。目前，科研工作者主要從原料的選擇與配方優(yōu)化、新型分子結(jié)構(gòu)的引入、納米改性、有機硅改性、植物油改性和工藝過程改善等方面入手，使聚氨酯固化膜的性能得到改善。　　本論文基于水性聚氨酯的丙酮法制備工藝，對工藝參數(shù)(包括加料順序、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等)進行優(yōu)化，以達到適合制備超支化聚氨酯復(fù)合乳液的目的。從固化膜交聯(lián)密度低、雙鍵轉(zhuǎn)化率過低等問題出發(fā)，本論文提出了以超支化聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合線形聚氨酯乳液的思路，以期改善固化膜的耐水性、物理機械性能等。為了降低成本，減少反應(yīng)步驟，本論文制備的聚氨酯丙烯酸酯未進行任何水性化修飾，并嘗試?yán)镁€形聚氨酯鏈的乳化能力，-方面它能穩(wěn)定自身，另-方面它能夠起著大分子表面活性劑的作用穩(wěn)定超支化聚氨酯丙烯酸酯，最終得到穩(wěn)定均-的復(fù)合乳液。本論文工作可以概括為以下幾點：　　 1、-步法反應(yīng)合成多羥基的超支化聚酯，利用IPDI雙官能團的反應(yīng)活性不同，將丙烯酸酯橋連至超支化聚酯，得到可UV固化的超支化聚氨酯丙烯酸酯，并采用傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)等分析手段證明相應(yīng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)?！　? 2、采用丙酮法制備線形聚氨酯預(yù)聚體，以線形聚氨酯預(yù)聚體為大分子表面活性劑，制備-種新型的可UV固化的超支化．線形聚氨酯復(fù)合乳液。實驗關(guān)鍵是線形聚氨酯預(yù)聚體分子量與親水性單體(--羥甲基丙酸)含量的選擇與控制，其次就是乳化過程工藝條件的控制?！　? 3、測定固化膜的凝膠含量隨固化時間的變化情況，并采用差示掃描量熱儀(DSC)、動態(tài)機械性能分析儀(DMTA)、熱重分析儀(TGA)等分析手段對固化膜的熱力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性進行考察，通過對比測試結(jié)果得到最優(yōu)的配方與工藝參數(shù)?！　? 4、本論文緊密聯(lián)系市場需要與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，將制備的復(fù)合乳液應(yīng)用在PVD裝飾行業(yè)，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)考察了其相關(guān)性能，并與目前市場上的溶劑型的UV涂料進行對比。主要從以下幾個方面進行了考察：　　 l、線形預(yù)聚體分子量大小、超支化聚合物添加量及親水性單體對復(fù)合乳液粒徑和穩(wěn)定性的影響?！　? 2、線形預(yù)聚體分子量對固化膜機械性能的影響?！　? 3、超支化聚合物的添加量對固化膜的力學(xué)性能及耐水性的影響。本論文首次提出了將超支化聚合物引入水性UV固化聚氨酯體系，以可自乳化的線形聚氨酯預(yù)聚體穩(wěn)定超支化聚合物，成功制得了復(fù)合乳液，結(jié)果表明復(fù)合乳液的固化膜綜合力學(xué)性能與耐水性較傳統(tǒng)的水性聚氨酯有較大程度的提高，可應(yīng)用在有環(huán)保且高性能要求的表面涂裝等領(lǐng)域，本論文得到的復(fù)合乳液在高端產(chǎn)品上具有很大的應(yīng)用前景?！　?

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