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《武汉理工大学》 2007年
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双组分水性聚氨酯的制备及其成膜机理研究

谭芳  
【摘要】: 双组分水性聚氨酯具有溶剂型双组分聚氨酯的高性能和水性体系低VOC值的双重特点,是近十年来的研究热点。本文目的在于制备理想的羟基组分——聚氨酯多元醇水分散体,并探讨各因素对其性能的影响,将其与多异氰酸酯固化剂复配成膜,寻找适宜的固化工艺条件,并对成膜机理进行详细探讨。 采用丙酮法制备聚氨酯多元醇水分散体,发现合成过程中各因素二羟甲基丙酸DMPA含量、预聚阶段-NCO与-OH摩尔比R_预、合成过程中总的-NCO与-OH摩尔比R_总、三羟甲基丙烷TMP用量、中和度等对其性能均有很大的影响。根据配制的涂膜性能确定了各因素的适宜配比:DMPA含量为4.0%~5.0%、R_预为1.7~1.8、R_总为0.7~0.8、三官能度度扩链剂TMP用量为3.37%~5.07%、中和度为100%。 双组分水性聚氨酯中两组分间充分均一的混合和分散是得到最佳性能的基本保证,主要取决于多元醇、多异氰酸酯固化剂以及混合方式。根据最终涂膜性能,确定了适宜固化条件:温度为30~50℃,两组分配比NCO:OH摩尔比为1.2~1.5,催化剂用量为0.05%~0.1%。固化剂的选择需根据实际需要进行选择。 固化温度及催化剂均对成膜过程有很大影响。固化温度升高,对物理成膜和化学成膜均有益,但需考虑到水分逃逸过快带来的负面影响;而催化剂的引入,会阻碍物理成膜,但有益于化学成膜过程。 采用衰减全反射傅立叶红外光谱和等温微量热相结合对化学反应过程进行了详细分析,发现三种固化剂反应速率并不相同,与结构有明显关联。等温微量热数据表明在分散体系中多异氰酸酯与多元醇的反应热明显低于本体状态下两者之间的反应热。 双组分聚氨酯涂膜的耐水性可通过提高涂膜交联度来改善。涂膜的结构分析发现体系中存在明显的氢键化作用。质子提供者N-H与绝大多数氨酯基(占总氨酯基的83.2%)及部分脲酯基(占总脲酯基的32.6%)中-C=O形成氢键,由聚酯二醇提供的酯基全部处于游离态。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ323.8

【引证文献】
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【同被引文献】
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