探究环氧改性水性聚氨酯树脂的合成研究

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1、华南理工大学硕士学位论文环氧改性水性聚氨酯树脂的合成研究姓名：黄玉科申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：杨卓如20030501摘要本文选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(N210)、1，4一丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和环氧树脂等为主要原料，来制备水性聚氨酯树脂。研究了预聚物的合成工艺，考查了R值(NCO／oH)、扩链剂种类、BDO含量、EDA含量、羧基含量、环氧树脂(HY)含量、中和剂种类和中和率等对乳液和涂膜性能的影响：对乳化过程中相转变过程进行了研究；系统分析和研究了预聚反应过程中各

2、阶段反应时间的控制等；对整个预聚反应过程进彳亍了红外光谱(FTIR)和GPC跟踪分析，考察了反应过程中各个基团的变化和聚合物分子量的增长情况，同时通过红外光谱法能快速准确地测定预聚物中NCO浓度，对涂膜的氢键化行为进行了研究分析；用差示扫描量热仪(DSC)研究了涂膜的耐低温性。研究表明：随着R值提高、BDO含量的增大，乳液涂膜硬度和拉伸强度增大，断裂伸长率下降，适宜的R值为1．3～1．7；随着EDA含量的增大，涂膜拉伸强度先增大后减小，吸水率先减小后增大，存在一最佳值。乳液粒径随羧基含量的增加而减小，涂膜吸水率随羧基含量的增加而增大

3、。FTIR和GPC测试表明环氧树脂参加了预聚反应，提高了聚氨酯的分子量；性能测试表明，添加环氧树脂能提高涂膜的力学性能和耐水性。研究了涂膜氢键化行为，分析了涂膜具有良好力学性能的原因。结果表明，本研究所制备的环氧改性水性聚氨酯树脂综合性能良好。关键词：水性聚氨酯；环氧树脂；改性：涂料：分散体Theisocyanate(TDI)andpolyether(N210)areselectedtoprepareseriesofpolyurethane(PU)resinbyusing1,4一butanediol(BDO)，diaminoetha

4、ne(EDA)，dimethylolpropionicacid(DMPA)andepoxyresin．TheinfluencefactorsontheperformanceofemulsionandfilmsuchasR(theradioofNCOandoH)，chainextenderagent，BDO％，EDA％，COOH％，epoxyresin％，neutra—lizingagentandneutralizingratiowerediscussedindetails．Thephasetransferwasstudiedduri

5、ngemulsilyingprocess．Thereactiontimeofdifferentphasesinpre—polymerizewereinvestigatedandanalyzed．ThechangesofgroupandthegrowingofmoleculewhichtakeplaceinthereactionwereanalyzedbyFTIRandGPC．AmeansofmeasuringNCO％byFTIRquicklyandconvenientlywasproposed．Thehydrogenbondoffi

6、lmwasstudied．Thelow—temperaturepropertiesofemulsioncastfilmisstudiedbyDSC．ItshowsthatthetensilestrengthandhardnessofemulsioncastfilmincreasewithenhancingRandBDO％，butelongationatbreakdecrease．TheoptimalRis1．3—1．7；Thetensilestrengthofcastfilmincreasefirstlyandthendecreas

7、e，andwaterabsorptivitydecreasefirstlyandthenincrease，andthereisoptimalEDA％．TheparticlesizeofemulsiondecreasewiththecontentofCOOH％，andthewaterabsorptivityoffilmincreasewiththecontentofCOOH％．ThetestingofFTIRandGPCshowsthatepoxyresinisconcernedwithreaction，andmolecularwei

8、ghtofPUincrease；Thetestingofpropertiesshowsthatmechanicalpropertiesandwater-resistanceareimprovedwithepoxyresin％．Ther