收藏本站
《华南理工大学》 2016年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

有机硅—聚氨酯改性水性醇酸树脂的制备及其性能研究

欧灿斌  
【摘要】:长期以来,醇酸树脂一直是我国用量最大的合成树脂之一,最高时曾达到了合成树脂总用量的90%。醇酸树脂涂料具有原料来源丰富且天然可再生、漆膜丰满、合成工艺成熟、施工简单、与其他树脂的混溶性好、配方可控性大等优点,是应用最广的工业涂料和建筑涂料品种之一。但是,水性醇酸树脂存在着干燥性差、硬度不够、耐水性差、贮存稳定性差和耐候性差等缺点。本论文旨在制备具有较好的干燥性能、贮存稳定性、力学性能、表面性能和热稳定性的水性醇酸树脂。为此,本文开展了以下几个方面的研究:(1)以豆油(SO)、三羟甲基丙烷(TMP)、邻苯二甲酸酐(PA)为原料,通过醇解、酯化等反应制备出一种醇酸多元醇低聚物(AR-doil),然后与异佛尔酮异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙烷(DMPA)等连续反应制备出一种聚氨酯改性水性醇酸树脂(WPAU)。(2)研究了不同AR-doil对WPAU性能的影响。结果表明:亚麻油基WPAU的分子结构中含有较多的不饱和双键,其胶膜在干燥过程中因过度吸氧自交联导致力学性能大大下降,棕榈油基WPAU的碘值低,表干慢、力学性能不足,豆油基WPAU胶膜则呈现出良好的综合性能;当TMP/SO摩尔比过大时,AR-doil支化度高,这降低了WPAU胶膜的力学性能;当醇超量过大时,WPAU胶膜变得硬而脆;当酸值较高时,WAPU乳液的稳定性很差。TMP/SO摩尔比为2.05、醇超量r为20%~30%、酸值为5~7 mgKOH·g-1的醇酸多元醇所制备出的WPAU具有更好的乳液稳定性、更佳的胶膜力学性能和表面性能。(3)研究了DMPA含量、n(NCO)/n(OH)、EDA含量对WPAU性能的影响。结果表明:增大DMPA含量,乳液粒径变小,稳定性变好,但是增大了胶膜的表干时间和降低了耐水性;减少n(NCO)/n(OH)值,WPAU胶膜吸水率降低,但是力学强度变差;EDA含量过大,WPAU乳液外观变差,粒径变大,附着力变差,硬度变高,贮存稳定性降低。当DMPA含量为5%、n(NCO)/n(OH)为1.15~1.2、EDA含量为1.4%~1.6%时,WPAU具有较好的乳液性能、胶膜力学性能和表面性能。(4)对WPAU乳液进行了聚硅氧烷(PDMS)改性研究。首先探讨了PDMS加入顺序对WPAU乳液稳定性的影响。然后研究了聚硅氧烷的种类对PDMS-WPAU性能的影响。结果表明:羟基聚硅氧烷与WPAU的相容性极差,虽然其改性后的WPAU胶膜的表面性能较好,但是由于体系内过度的微相分离造成其胶膜力学性能变差,满足不了正常使用的性能需求;由于羟基聚醚聚硅氧烷分子链上含有大量的亲水基团醚键(-C-OC-),所以其改性后的WPAU胶膜的吸水率偏高;羟丙基聚硅氧烷与WPAU的相容性较好,其改性后的WPAU粒径为106nm、贮存稳定性较好,胶膜的拉伸强度8.1MPa、断裂伸长率356%、吸水率4.3%、水接触角104°、表面自由能为24.2mN·m-1,具有较好的力学性能和防水抗污性。(5)研究了羟丙基聚硅氧烷(Mn=1000)的用量对PDMS-WPAU性能的影响。结果表明:过量的羟丙基聚硅氧烷使体系内的微相分离过度,造成其胶膜力学性能和乳液稳定性快速下降。当羟丙基聚硅氧烷含量为6%时,胶膜综合性能最佳。羟丙基聚硅氧烷用量的增大对胶膜的耐热性提高明显,软段耐热性的增幅较硬段明显。(6)研究了PDMS-WPAU胶膜的微观形貌。结果表明:羟基聚硅氧烷与WPAU的相容性比其他聚硅氧烷差,分子量较大的聚硅氧烷与WPAU的相容性较差,过量的聚硅氧烷同样会降低其与WPAU的相容性。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ630.43

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡涛,陈美玲,高宏,王钧宇;水性醇酸树脂涂料的研究及应用[J];中国涂料;2004年05期
2 姜红敏,袁荞龙;水性醇酸树脂的合成及性能研究[J];涂料工业;2004年03期
3 周小勇;李彩虹;樊君凤;;自干型水性醇酸树脂漆[J];现代涂料与涂装;2006年02期
4 文艳霞;闫福安;;水性醇酸树脂的合成及改性的研究进展[J];上海涂料;2007年02期
5 袁晓光;朱明;张新申;胡文峰;廖乾邑;魏玉君;冯西宁;;水性醇酸树脂的改性与市场前景[J];成都纺织高等专科学校学报;2008年01期
6 陈俊;闫福安;文艳霞;;水性醇酸树脂合成及改性研究进展[J];涂料技术与文摘;2009年01期
7 张诚;吕翠玉;顾卓伟;苏畅;徐立新;;改性水性醇酸树脂的合成及其应用[J];浙江工业大学学报;2011年05期
8 孙潇潇;谢永新;陈朝阳;陈剑棘;闫世友;;水性醇酸树脂的改性研究最新进展[J];涂料工业;2012年10期
9 郑常杏;张爱黎;倪佳英;黎彦;;相反转法制备水性醇酸树脂[J];上海涂料;2013年06期
10 郑德镇;新一代水性醇酸树脂[J];上海涂料;1996年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周达朗;有机硅改性水性醇酸树脂合成研究[D];华南理工大学;2015年
2 黄雀宏;水性醇酸树脂的合成及其性能研究[D];重庆大学;2015年
3 李鹏浩;有机硅改性水性醇酸树脂的制备及性能[D];南京理工大学;2016年
4 欧灿斌;有机硅—聚氨酯改性水性醇酸树脂的制备及其性能研究[D];华南理工大学;2016年
5 吕翠玉;改性水性醇酸树脂的合成及其应用[D];浙江工业大学;2010年
6 杨涛;水性醇酸树脂的合成及改性研究[D];华南理工大学;2014年
7 肖啸;高性能水性醇酸树脂乳液的合成及性能研究[D];华中科技大学;2011年
8 齐增清;环氧改性水性醇酸树脂的合成与应用[D];广东工业大学;2011年
9 弋天宝;苯乙烯改性水性醇酸树脂工艺研究[D];广东工业大学;2011年
10 董永强;水性醇酸树脂的制备研究[D];西北大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026