蓖麻油基水性聚氨酯的合成工艺探究及其UV固化和复合改性
发布时间：2023-08-05 18:37
蓖麻油基水性聚氨酯(CWPU)是一种环境友好型的高分子材料,具有原料来源广、可再生、易生物降解、良好的生物相容性和低的挥发性组分(VOCs)排放等优点。近年来,随着环境政策日益严格,CWPU受到了人们广泛的关注,并迅速成为了涂料工业的研究热点。但是,亲水性乳化剂和蓖麻油脂肪酸链的引入通常会降低材料的耐水性和力学性能。因此,发展一种具有优异耐水性和力学性能的高蓖麻油含量的WPU涂料的制备工艺具有重要意义。本论文以天然蓖麻油作为多元醇,制备了 CWPU涂料。通过研究投料方式、二羟甲基丙酸(DMPA)含量、n(-OH)/n(-NCO)值和蓖麻油含量对涂料性能的影响,优化了CWPU的合成工艺;此外,为了得到具有极好耐水性和力学性能的高蓖麻油含量的WPU涂料,本论文构建了 UV固化的SiO2/CWPU复合体系,分别研究了 UV固化改性和γ-MPS:TEOS 比值对常规固化CWPU和UV固化CWPU材料性能的影响,以得到最优的制备方法。实验结果表明:(1)对于制得稳定的乳液,分步法投料优于一锅法投料;对于分步法投料工艺,综合考虑到CWPU的乳液稳定性、耐水性和热力学性能,较合适的配比如下:DMPA...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 CWPU树脂的研究现状
1.2.1 概述
1.2.2 WPU的制备
1.3 WPU树脂成膜机理
1.3.1 固化方式概述
1.3.2 UV固化技术在WPU领域的研究进展
1.4 SiO2/CWPU核壳复合涂料
1.4.1 SiO2/WPU复合材料的概述
1.4.2 SiO2/CWPU壳核复合结构的研究进展
1.5 本实验研究的内容
1.6 本论文的创新点
2 实验材料与方法
2.1 实验药品和实验装置
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验装置
2.2 CWPU涂料的制备
2.2.1 制备流程
2.2.2 乳液的制备
2.2.3 薄膜及木器漆膜的制备
2.3 UV固化的CWPU涂料的制备
2.3.1 制备流程
2.3.2 乳液的制备
2.3.3 薄膜及木器漆膜的制备
2.4 UV固化的SiO2/CWPU壳核复合涂料的制备
2.4.1 制备流程
2.4.2 复合乳液的制备
2.4.3 复合薄膜及木器漆膜的制备
2.5 表征方法及性能测试
2.5.1 红外
2.5.2 乳液性能测试
2.5.3 透射电子显微镜分析
2.5.4 热分析
2.5.5 耐水性测试
2.5.6 力学性能分析
2.5.7 漆膜性能测试
3 CWPU的制备及性能表征
3.1 引言
3.2 投料方式对CWPU乳液性能的影响
3.3 CWPU的红外分析
3.4 CWPU乳液的性能
3.4.1 DMPA含量对粒径分布的影响
3.4.2 n((-OH))/n((-NCO))的比值对CWPU乳液粒径分布的影响
3.4.3 蓖麻油含量对CWPU乳液的粒径分布的影响
3.4.4 CWPU的表观性能
3.5 CWPU的耐水性
3.6 CWPU的表面润湿性的评估
3.7 CWPU的热稳定性
3.7.1 DMPA含量对材料热稳定性的影响
3.7.2 n((-OH))/n((-NCO))值对材料热稳定性的影响
3.7.3 蓖麻油含量对材料热稳定性的影响
3.7.4 CWPU树脂在空气和氮气环境下的热分解行为
3.8 蓖麻油含量对CWPU的动态力学热性能的影响
3.9 CWPU的力学性能评估
3.10 本章小结
4 UV固化的CWPU的制备及性能表征
4.1 引言
4.2 乳液稳定性分析
4.3 UV固化体系的建立对材料耐水性的影响
4.4 UV固化体系的建立对材料热稳定性的影响
4.5 力学性能分析
4.6 本章小结
5 UV固化的SiO2/CWPU壳核复合涂料
5.1 引言
5.2 γ-MPS/TEOS比值对CWPU乳液稳定性的影响
5.3 γ-MPS/TEOS比例对复合乳液形貌的影响
5.4 γ-MPS/TEOS比例对漆膜润湿性的影响
5.5 γ-MPS/TEOS比例对复合薄膜耐水性的影响
5.6 DSC分析
5.7 DMA分析
5.8 γ-MPS/TEOS比例对复合薄膜力学性能的影响
5.9 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3839135
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 CWPU树脂的研究现状
1.2.1 概述
1.2.2 WPU的制备
1.3 WPU树脂成膜机理
1.3.1 固化方式概述
1.3.2 UV固化技术在WPU领域的研究进展
1.4 SiO2/CWPU核壳复合涂料
1.4.1 SiO2/WPU复合材料的概述
1.4.2 SiO2/CWPU壳核复合结构的研究进展
1.5 本实验研究的内容
1.6 本论文的创新点
2 实验材料与方法
2.1 实验药品和实验装置
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验装置
2.2 CWPU涂料的制备
2.2.1 制备流程
2.2.2 乳液的制备
2.2.3 薄膜及木器漆膜的制备
2.3 UV固化的CWPU涂料的制备
2.3.1 制备流程
2.3.2 乳液的制备
2.3.3 薄膜及木器漆膜的制备
2.4 UV固化的SiO2/CWPU壳核复合涂料的制备
2.4.1 制备流程
2.4.2 复合乳液的制备
2.4.3 复合薄膜及木器漆膜的制备
2.5 表征方法及性能测试
2.5.1 红外
2.5.2 乳液性能测试
2.5.3 透射电子显微镜分析
2.5.4 热分析
2.5.5 耐水性测试
2.5.6 力学性能分析
2.5.7 漆膜性能测试
3 CWPU的制备及性能表征
3.1 引言
3.2 投料方式对CWPU乳液性能的影响
3.3 CWPU的红外分析
3.4 CWPU乳液的性能
3.4.1 DMPA含量对粒径分布的影响
3.4.2 n((-OH))/n((-NCO))的比值对CWPU乳液粒径分布的影响
3.4.3 蓖麻油含量对CWPU乳液的粒径分布的影响
3.4.4 CWPU的表观性能
3.5 CWPU的耐水性
3.6 CWPU的表面润湿性的评估
3.7 CWPU的热稳定性
3.7.1 DMPA含量对材料热稳定性的影响
3.7.2 n((-OH))/n((-NCO))值对材料热稳定性的影响
3.7.3 蓖麻油含量对材料热稳定性的影响
3.7.4 CWPU树脂在空气和氮气环境下的热分解行为
3.8 蓖麻油含量对CWPU的动态力学热性能的影响
3.9 CWPU的力学性能评估
3.10 本章小结
4 UV固化的CWPU的制备及性能表征
4.1 引言
4.2 乳液稳定性分析
4.3 UV固化体系的建立对材料耐水性的影响
4.4 UV固化体系的建立对材料热稳定性的影响
4.5 力学性能分析
4.6 本章小结
5 UV固化的SiO2/CWPU壳核复合涂料
5.1 引言
5.2 γ-MPS/TEOS比值对CWPU乳液稳定性的影响
5.3 γ-MPS/TEOS比例对复合乳液形貌的影响
5.4 γ-MPS/TEOS比例对漆膜润湿性的影响
5.5 γ-MPS/TEOS比例对复合薄膜耐水性的影响
5.6 DSC分析
5.7 DMA分析
5.8 γ-MPS/TEOS比例对复合薄膜力学性能的影响
5.9 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3839135
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