阴/非离子型水性聚氨酯分散剂的制备与性能

【摘要】：分散剂作为一种常用的表面活性剂,它能有效分散溶液中的有机、无机粒子,从而得到广泛的应用。传统的无机分散剂和有机小分子分散剂的锚固基团单一,作用机理单一,且溶剂化链段较短,不能起到较好的分散效果。而水性聚氨酯是一种新型的绿色高分子,具有低VOC、良好的水溶性、较好的链段可设计性、锚固基团数量多等特点,越来越受到人们的重视。本文通过将较长亲水聚乙二醇链段引入到水性聚氨酯分子链中,合成了一系列同时具有空间位阻和静电排斥两种作用的阴非离子水性聚氨酯,主要探讨了R值、封端剂、封端率对其分散性能的影响,并讨论了其在水性涂料中的应用。第二章以聚氧化丙烯二醇(PPG)、三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚(Ymer N120)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)(正丁醇(BA)/γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550))等为主要原料合成了一系列梳型水性聚氨酯分散剂。探究了R值和封端剂对其分散性能的影响。通过红外光谱、GPC、紫外吸光度、SEM、TG等测试对其分散性能进行了分析,结果表明:当R值为1.2且封端剂为正丁醇时,合成的水性聚氨酯作为钛白粉的分散剂具有较好的分散作用。第三章在R值为1.2的条件下,以聚氧化丙烯二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、聚乙二醇(PEG)、等为主要原料,制备了一系列PEG封端型水性聚氨酯分散剂。探讨了封端率对其分散性能的影响。通过红外光谱、GPC、紫外吸光度、SEM、TG等测试对其分散性能进行了分析,结果表明:当封端率为75%时,合成的水性聚氨酯作为钛白粉的分散剂具有较好的分散作用。第四章以第二章中分散性能较佳的水性聚氨酯样品WPUN6为分散剂,与钛白粉和其它助剂一起配成水性钛白粉涂料。研究了WPUN6的不同用量对涂料分散效果的影响,并与市售分散剂作了比较。通过紫外吸光度、黏度等测试分析了涂料的分散效果和流变性能,表面干燥时间、铅笔硬度、附着力、光泽度、耐水耐酸碱、力学等测试分析了干燥后涂膜的性能。结果表明:当WPUN6加入量占涂料分散体系总质量的3%时,制得涂料有较好的分散效果和流动性;涂膜有较好的光泽度、硬度、附着力,且WPUN6的加入对涂膜拉伸强度影响较小。