發(fā)布時間：2020-08-07 17:00

【摘要】：CO2共聚物多元醇(PPC)是合成聚氨酯的新型材料,相比于傳統(tǒng)聚醚、聚酯型聚氨酯,PPC型聚氨酯兼具耐水解、高力學(xué)強度的優(yōu)點。本課題組多年來一直從事PPC的合成與應(yīng)用研究,已開發(fā)出性能優(yōu)良的PPC型水性聚氨酯材料。本論文以PPC、IPDI、DMPA等為主要原料,合成了一系列不同類型的水性聚氨酯,制備木器漆,研究了硬段、DMPA含量、TMP、小分子擴鏈劑種類、不同軟硬段結(jié)構(gòu)等對水性聚氨酯及木器漆性能的影響。本文還分別采用及復(fù)合采用植物油、硅烷偶聯(lián)劑SCA-37對PUD進(jìn)行改性,采用FT-IR表征PUD結(jié)構(gòu)及Zeta電位儀分析乳液粒徑,考察了SCA-37、植物油、熟化工藝、固化劑等因素對乳液和木器漆性能的影響。另外,研究了納米二氧化硅改性水性聚氨酯木器漆,通過原位聚合法和物理共混法合成改性PUD,采用FT-IR表征表面化學(xué)基團(tuán)成分,SEM分析復(fù)合材料的形貌,以及通過熱重分析探究其熱降解過程,考察了兩種改性方法對PUD以及木器漆性能的影響。研究結(jié)果如下:(1)PUD合成參數(shù)如硬段、DMPA含量、TMP、小分子擴鏈劑種類等對PUD及木器漆性能產(chǎn)生較大影響。硬段含量增加,木器漆的硬度和耐水性有提升,乳液熱貯存穩(wěn)定性下降;DMPA含量增加,乳液外觀變好,漆膜耐水性下降,光澤度提高;隨著TMP含量的增加,木器漆硬度提高、耐水性和耐乙醇性輕微提升;含剛性己環(huán)的小分子醇擴鏈劑,在硬度、耐水性和耐乙醇性方面優(yōu)于直鏈型擴鏈劑。(2)與傳統(tǒng)聚醚多元醇型木器漆相比,PPC型水性木器漆具有硬度高、光澤性好、豐滿度高、打磨性好的優(yōu)點,工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。(3)PPC型水性木器漆,綜合性能優(yōu)良,除耐乙醇性外其他性能均達(dá)到水性木器漆使用要求。(4)SCA-37改性后木器漆的耐沸水性、耐乙醇性明顯提升,硬度大幅度下降,當(dāng)SCA-37用量達(dá)到2wt%時,耐沸水、耐乙醇性達(dá)到水性木器漆性能要求。(5)植物油改性后木器漆的耐水性、耐乙醇性明顯提升,光澤度提高,硬度稍微下降,打磨性變差,當(dāng)植物油含量達(dá)到7.4wt%,耐沸水、耐乙醇性達(dá)到水性木器漆要求,打磨性好、硬度較好。(6)植物油硅氧烷雙重改性后耐乙醇性進(jìn)一步提升,當(dāng)SCA-37用量為3wt%、植物油含量為7.4wt%時,漆膜耐70vol%乙醇8h無異常,耐50vol%乙醇擦拭大于500次,達(dá)到溶劑型性木器漆要求。(7)熟化溫度對VSPUD的外觀以及穩(wěn)定性有較大影響,熟化溫度為45~55℃時,乳液外觀、貯存穩(wěn)定性最好。(8)固化劑可以使VSPUD木器漆性能進(jìn)一步提升,固化劑用量越高,木器漆的硬度、光澤越高,耐乙醇性越好,當(dāng)固化劑用量達(dá)到4wt%時,耐70vol%乙醇擦拭大于500次。(9)原位聚合法改性后,膠膜及木器漆的耐水性明顯提高,耐乙醇性無明顯變化,硬度提高,光澤輕微下降。物理共混法改性后,膠膜及木器漆的耐水性明顯下降,耐乙醇性輕微變差,硬度大幅度提高、光澤大幅度下降。(10)TGA分析表明,納米二氧化硅改性后膠膜的耐熱性有顯著提高,原位聚合法改性效果優(yōu)于物理共混法。SEM分析表明,原位聚合法改性,納米二氧化硅和聚氨酯相容性較好,膠膜表面比較平整;物理共混法改性,納米二氧化硅和聚氨酯相容性差,膠膜表面比較粗糙。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ630.1
【圖文】：

SPUD-3% SPUD-4%圖 3-1 SCA-37 含量對 SPUD 的接觸角影響Fig3-1 Effect of different SCA-37 content on the contact angle of SPUD-1 可以看出，隨著 SCA-37 含量的增大，水接觸角逐漸提高。鏈段容易向膠膜表面富集，形成低表面能表面，SCA-37 含硅氧鍵分布越密集，涂膜耐水性越好。-37 含量對木器漆性能的影響同 SCA-37 含量的 PUD 制備成水性木器漆，測試性能，發(fā)現(xiàn)耐酸、耐沸水和耐乙醇性能有較大提升，如表 3-2 所示。表 3-2 SCA-37 含量對木器漆性能的影響Table 3-2 Effect of SCA-37 content on the properties of wood coatin

圖 4-5 INSPUD 和 BNSPUD 膠膜的 SEM 圖Fig4-5 SEM photos of INSPUD and BNSPUD films在圖 4-5 中，左圖為 INSPUD 膠膜表面的 SEM，右圖為 BNSPUD 膠膜表面的SEM，可以看出，INSPUD 表面比較平整，顆粒較少，BNSPUD 表面較為粗糙，顆粒較多。INSPUD 中納米二氧化硅與聚氨酯通過化學(xué)鍵接，兩者相容性好，納米二氧化硅容易被聚氨酯包裹，因此膠膜表面更為平整。而物理共混改性的 BNSPUD，納米二氧化硅與聚氨酯相容性差，不易被聚氨酯包裹，形成大量的突起顆粒，因此表面較粗糙。這也解釋了共混改性后光澤大幅度下降、 原位聚合改性光澤輕微下降的原因。4.6 本章小結(jié)本章通過原位聚合法和物理共混法改性水性聚氨酯，考察了納米二氧化硅含量

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本文編號：2784268