【碩士】聚氨酯改性環(huán)氧乳液的合成及其固化研究

內容簡介

　　【碩士】聚氨酯改性環(huán)氧乳液的合成及其固化研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：湖南大學　　學位年度：2007　　隨著環(huán)保法律法規(guī)的健全和人們環(huán)保意識的加強,溶劑型涂料由于高VOC 含量而受到限制,環(huán)保型涂料特別是水性涂料的研究日益受到重視，而制備綜合性能優(yōu)良的樹脂乳液是獲得高性能水性涂料的關鍵。本研究開發(fā)一種高性能的聚氨酯　　改性環(huán)氧乳液，采用甲苯二異氰酸酯(TDI)與含具有親水組分的聚醚二元醇　　(Diol-1000)和二羥甲基丙酸(DMPA)反應生成端異氰酸酯聚氨酯預聚物，利用此預聚物與環(huán)氧樹脂反應，將親水組分引入到環(huán)氧樹脂中對其進行親水改性，制備了綜合性能優(yōu)良的聚氨酯改性環(huán)氧乳液。通過對預聚物和環(huán)氧樹脂的反應過程進行FTIR 跟蹤分析，發(fā)現(xiàn)預聚物的端異氰酸酯基與環(huán)氧樹脂的羥基進行反應，而環(huán)氧基團基本保持不變，即對其進行親水改性的同時，不破壞環(huán)氧樹脂的特性。　　本研究考察了合成聚氨酯改性環(huán)氧乳液的工藝因素和配方因素。物料加入順序、加入方式、反應溫度、攪拌強度、OH/NCO 值、聚醚Diol-1000 用量、-COOH基含量、中和度等因素對乳液和涂膜性能都有較明顯的影響。為了得到綜合性能　　優(yōu)良的乳液及涂膜，應采用先Diol 后DMPA 的加料順序；固態(tài)的DMPA 和環(huán)氧樹脂應溶解后或熔融后以液態(tài)的形式加入；TDI 與Diol-1000 的反應溫度控制在70℃，之后加DMPA 應控制在75～80℃，加環(huán)氧樹脂應控制在75～80℃；環(huán)氧樹脂與端異氰酸酯聚氨酯預聚物的OH/NCO＝1.3:1，聚醚二元醇Diol-1000 與環(huán)氧樹脂CYD-012 的質量比＝4:15，-COOH 質量百分含量＝1.3%，中和度90％～100％?！　”狙芯亢铣闪伺c聚氨酯改性環(huán)氧乳液相匹配的固化劑，并利用差示掃描量熱法對水性環(huán)氧的固化程度進行研究。通過對比分析涂膜的玻璃化轉變溫度，發(fā)現(xiàn)乳膠粒粒徑、固化溫度、固化劑的反應性及固化劑與乳液的匹配性對水性環(huán)氧體系的固化程度都具有較大影響。在實驗范圍內，水性環(huán)氧乳膠粒粒徑越小，越有利于體系的固化，涂膜的機械性能越好；聚氨酯水性環(huán)氧的固化有一最佳的固化溫度，在此溫度下，固化反應程度最高，涂膜的綜合性能最佳；仲胺類固化劑與水性環(huán)氧的固化程度比伯胺類固化劑更高，涂膜的機械性能和耐水性均更好；經(jīng)疏水改性之后的固化劑與水性環(huán)氧樹脂的匹配性提高，涂膜的固化程度提高，機械性能更好?！　〗?jīng)檢測，本文合成的聚氨酯改性環(huán)氧乳液和固化劑所配制的涂料性能優(yōu)異，涂膜60º光澤度≥90，鉛筆硬度≥1H，48h 吸水率≤20％，耐水性優(yōu)，柔韌性≤1mm，附著力1 級，具有良好的市場應用和推廣價值?！　?

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