MDI型水性聚氨酯的合成、表征及性能研究

发布时间：2017-03-28 12:21

  本文关键词：MDI型水性聚氨酯的合成、表征及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚氨酯材料具有强度高、弹性优良、耐磨耐溶剂等特点，在众多领域有着广泛的应用，但是溶剂型聚氨酯在生产过程中不仅要消耗数量巨大的溶剂，而且还会对环境及人身安全造成危害。水性聚氨酯(WPU)产品不仅在性能上可以与溶剂型聚氨酯媲美，而且具有环保无污染的优点。目前合成水性聚氨酯的异氰酸酯多为IPDI、TDI、HMDI等，MDI来源广泛且价格低廉，MDI-50可以在常温下贮存和使用，降低了MDI型水性聚氨酯的合成难度。 本研究的目的在于制备出MDI型水性聚氨酯乳液，优化其配方及合成工艺，研究其性能。 本论文的工作内容包括： 1.通过一步法制备了MDI型端羟基水性聚氨酯，利用二正丁胺法确定了反应时间。探讨了R1值、乙二醇(EG)用量、二羟甲基丙酸(DMPA)含量对端羟基水性聚氨酯固含量的影响，，研究了R1值和DMPA含量对乳液性质的影响，采用水性封闭型异氰酸酯固化剂固化成膜，探讨了R2值对固化膜性能的影响。 2.通过预聚体法制备了MDI型单组份水性聚氨酯，利用二正丁胺法研究了反应温度对反应速率和分子量的影响，确定了反应体系的反应温度及各阶段的反应时间，研究了R3值、R4值、羧基含量、三羟甲基丙烷(TMP)用量对水性聚氨酯的分子量的影响。探讨了R3值、羧基含量、大分子二元醇种类、TMP用量对单组份水性聚氨酯乳液的性质及固化膜的力学性能、硬度、耐水性能的影响。通过加入有机硅氧烷对单组份水性聚氨酯进行改性，探讨了有机硅氧烷用量对单组份水性聚氨酯耐水性能的影响。
【关键词】：水性聚氨酯 MDI-50 耐水性 有机硅氧烷
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ316.334
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 水性聚氨酯的分类、结构与性能9-12
• 1.2.1 水性聚氨酯的分类9-10
• 1.2.2 水性聚氨酯的结构10
• 1.2.3 水性聚氨酯的性能10-12
• 1.3 水性聚氨酯的制备12-15
• 1.3.1 水性聚氨酯乳液的制备原理12-14
• 1.3.2 水性聚氨酯乳液的制备方法14-15
• 1.4 水性聚氨酯的应用15-19
• 1.4.1 水性聚氨酯在涂料工业的应用15-18
• 1.4.2 水性聚氨酯在胶黏剂领域的应用18
• 1.4.3 水性聚氨酯的其他用途18-19
• 1.5 本工作的目的及内容19-21
• 第二章 MDI 型端羟基水性聚氨酯的合成、表征及性能研究21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 实验部分21-25
• 2.2.1 原料与试剂21-22
• 2.2.2 端羟基水性聚氨酯乳液的合成22-23
• 2.2.3 含有固化剂的水性聚氨酯乳液的配制及固化膜的制备23-24
• 2.2.4 分析与测试24-25
• 2.3 结果与讨论25-31
• 2.3.1 MDI 及端羟基聚氨酯预聚物的红外表征25-26
• 2.3.2 端羟基水性聚氨酯的反应进程与反应时间的确定26-27
• 2.3.3 端羟基水性聚氨酯的固含量27-29
• 2.3.4 端羟基水性聚氨酯乳液的性质29
• 2.3.5 水性封闭型异氰酸酯固化剂的热重分析29-30
• 2.3.6 水性聚氨酯乳液的固化及其膜的性能30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 MDI 型单组份水性聚氨酯乳液的合成、表征及性能研究32-65
• 3.1 引言32
• 3.2 实验部分32-37
• 3.2.1 原料与试剂32-33
• 3.2.2 水性聚氨酯的合成33-36
• 3.2.3 有机硅氧烷改性水性聚氨酯乳液36
• 3.2.4 分析与测试36-37
• 3.3 结果与讨论37-63
• 3.3.1 水性聚氨酯及原料的红外表征37-41
• 3.3.2 反应温度对单组份水性聚氨酯反应速率与分子量的影响41-43
• 3.3.3 预聚阶段 n(-NCO)/n(-OH)值对分子量的影响43
• 3.3.4 扩链阶段 n(-NCO)/n(-OH)值对分子量的影响43-44
• 3.3.5 羧酸基团含量对分子量的影响44
• 3.3.6 TMP 用量对分子量的影响44-45
• 3.3.7 水性聚氨酯乳液的性质45-47
• 3.3.8 水性聚氨酯固化膜的力学性能47-51
• 3.3.9 水性聚氨酯固化膜的硬度51-53
• 3.3.10 水性聚氨酯固化膜的耐水性53-61
• 3.3.11 有机硅氧烷改性水性聚氨酯膜的耐水性能61-63
• 3.4 本章小结63-65
• 结论65-66
• 参考文献66-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74-75
• 附件75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 熊军;孙芳;杜洪光;;丙酮-二正丁胺滴定法测定聚氨酯中的异氰酸酯基[J];分析试验室;2007年08期

2 徐强,景浩,胡春圃,应圣康;扩链剂对水性聚氨酯脲与聚甲基丙烯酸甲酯复合体系结构和性能的影响[J];高分子学报;2000年05期

3 鹿秀山,郝广杰,郭天瑛,宋谋道,张邦华;水性聚氨酯乳化过程中相转变的研究[J];高分子学报;2001年03期

4 胡先海,张兴元,戴家兵,许戈文,周成;水性聚氨酯-分散蓝14高分子染料的合成与性能[J];高分子材料科学与工程;2005年02期

5 谭晓玲,果云,潘肇琦,董亚明,张波;软段对水性聚氨酯结构与性能的影响[J];功能高分子学报;2004年02期

6 瞿金清,陈焕钦;环氧改性水性聚氨酯涂料的合成与性能研究[J];高校化学工程学报;2002年05期

7 许戈文,熊潜生,王彤,柴军;水性聚氨酯粘合剂及其在聚丙烯绒毛中的应用　[J];中国胶粘剂;1999年02期

8 陈琦;水性聚氨酯胶粘剂进展[J];中国胶粘剂;2002年04期

9 杨冰,赵国明;水基型PVC-U材质胶粘剂[J];化学建材;1999年04期

10 胡飞,唐黎明,戴_g,李易,方宇;紫外光固化水性聚氨酯涂料研究[J];化学世界;2002年04期

  本文关键词：MDI型水性聚氨酯的合成、表征及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：272279