探究聚氨酯水分散体的合成及其在涂料中的应用

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1、武汉工程大学硕士学位论文聚氨酯水分散体的合成及其在涂料中的应用姓名：唐进伟申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：童身毅200804摘要聚氨酯水分散体(WHm)涂料不仅具有溶剂型聚氨酯的耐低温、柔韧性好、粘接强度大的优良性能，而且具有不燃、气味小、环境友好等溶剂型涂料所不具备的优点，已经成为涂料工业发展的方向。本文以聚四氢呋喃(P唧)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DM】PA)为主要原料合成了WPUD。并采用红外光谱(IR)对WPUD分子结构作了表征，同时对分散体的性能进行了测试和分析

2、。结果表明，DMPA用量是影响水分散体性能的主要因素。DMPA影响分散体的形态、稳定性、吸水率、平均粒径。随着DMPA含量的增加，水分散体稳定性提高、吸水率增加。当DMPA的含量由0．014％增加到13．57％时，透光率从0．003％提高到88．88％。研究了聚氨酯硬段和软段的含量对漆膜的基本性能的影响，发现随着硬段含量增加，铅笔硬度有所提高，软段含量增加，柔韧性会提高。残留溶剂也是影响水分散体稳定性的一个重要因素，当分散体中，残留溶剂含量增加时，稳定性会降低。实验利用二乙醇胺对亚麻油的氨解，再将

3、氨解后的亚麻油反应到聚氨酯上去，合成了单组分可室温固化的聚氨酯油水分散体。用IR和粘度法表征了其分子结构产品性质。同时对分散体和漆膜基本性能进行了测试，结果表明，随着DMPA含量的增加，分散体的牛顿性变差。亚麻油改性后的聚氨酯水分散体漆膜具有较好机械性能。以二异丙醇胺(DIPA)及六氢苯酐(胂A)为原料合成了一种含有羧基、两个羟基的AB2型单体。用季戊四醇(PETL)作为“核分子”，合成了不同类型的超支化聚酯．酰胺(HP)。用核磁共振(BCⅫ讧R)、凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热法(DSC)

4、表征了HP的分子结构。采用端基接枝的方法，将带亲水基团的聚氨酯分子接枝到超支化聚合物的端基上，制得了超支化聚氨酯水分散体(HPWPUD)。用m、扫描电镜(SEM)粘度法对产物的结构和性能进行了表征。并探讨了HPWPUD在不同条件下固化的漆膜性能。武汉工程大学硕士学位论文结果表明，HPWPUD呈明显的两相分离结构，粒径约为50nm，树脂在水中有良好的分散性和稳定性，并具有良好的成膜性和漆膜物理性能。关键词：环境友好；聚氨酯；水分散体；亚麻油；超支化聚合物；ⅡAbstractPolyurethanew

5、aterdispersion(WPUD)hasnotonlytheexeellentpropertiessimilartosolvent-bomepolyurethanecoatinginrespectoflowtemperatureresistance，goodadhesiveaswellasoutstandingtoughnesscombinedwithgoodflexibility，butalsoadvantagesofincombustibility,lowodorandenvironme

6、ntfriendly．PolyurethanewaterdispersionhavebeenpreparedbasedOiltoluenediisocyanate(TDI)，dimethylolpropionicacid(DMPA)，polytetrahydrofuran(PTHE)asmainlymaterials．111emacromolecularstructurewascharacterizedbyinfraredspectroscopy(IR)．WPUDperformancesandfi

7、lmpropertiesarealsotested．ItWasshownthattheDMPAcontentaffectedapearance，particlesize，stabilityandwaterabsorption．WithincreasingDMPAcontent，averagediameterdecrease，transmittanceincrease，andstabilityofWPUDaletobebetter．WhencontentofDMPAincreasingfrom0．0

8、137％to13．57％，theUVtransmissionchangefrom0．003％to88．88％．Effectsofpolyurethanehardsegmentsandsoftsegmentscontentonpropertiesoffilmwerestudied．Itwasfoundthatwiththeincreaseofhardsegmentcontent，pencilhardnessincraese，andwiththeincreaseofsoftsegmen