含疏水侧链水性聚氨酯阴极电泳涂料的制备、结构与性能

发布时间：2023-09-16 09:59

　　水性聚氨酯作为一种环境友好的材料,具有无毒、阻燃和无污染等特性,常作为涂料或者胶黏剂被广泛应用于家具、手机以及柔性基板等领域。阴极电泳涂装具有涂料利用率高、污染低、自动化程度高以及可加工复杂构件等优势,阳离子水性聚氨酯(CWPUs)阴极电泳涂料以其优异的性能显示出广阔的应用前景。基于目前CWPUs普遍存在的耐水性不佳、表面硬度低的显著不足,近年来对CWPUs进行疏水改性的研究非常活跃。为此,本论文从增加CWPUs的交联密度、引入低表面能组分出发,设计合成了含十八烷基疏水侧链、支化聚二甲基硅氧烷疏水侧链、疏水改性埃洛石纳米管等疏水结构的阳离子水性聚氨酯阴极电泳涂料,不仅对聚氨酯工业的发展具有重大的推动作用,而且还有重要的科学研究价值。本论文具体的研究工作如下:(1)以N-MDEA作为亲水扩链剂合成了端羟基阳离子水性聚氨酯(HCWPUs),并经FTIR证实,其最优配方体系为:N-MDEA含量7.5 wt.%、NCO/OH摩尔比0.90、中和度100%,在最优配方体系下制备的HCWPUs的乳液稳定性好,其阴极电泳涂料漆膜外观平整光滑、铅笔硬度3 H、附着力1级,具有较好的耐水性能。将HCWP...

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 水性聚氨酯概述
    1.2 水性聚氨酯结构与性能概述
        1.2.1 水性聚氨酯合成化学
        1.2.2 水性聚氨酯微相分离
        1.2.3 水性聚氨酯性能影响因素
    1.3 阳离子水性聚氨酯研究进展
        1.3.1 生物质基阳离子水性聚氨酯
        1.3.2 高固含量阳离子水性聚氨酯
        1.3.3 紫外光固化阳离子水性聚氨酯
        1.3.4 功能化阳离子水性聚氨酯
    1.4 阳离子水性聚氨酯阴极电泳涂料研究进展
        1.4.1 低温固化阳离子水性聚氨酯阴极电泳涂料
        1.4.2 紫外光固化阳离子水性聚氨酯阴极电泳涂料
        1.4.3 功能化阳离子水性聚氨酯阴极电泳涂料
    1.5 水性聚氨酯的疏水改性进展
        1.5.1 化学交联改性水性聚氨酯
        1.5.2 长链烷基改性水性聚氨酯
        1.5.3 有机硅改性水性聚氨酯
        1.5.4 纳米粒子改性水性聚氨酯
    1.6 本论文的研究意义、内容和创新点
        1.6.1 本论文的研究意义和主要研究内容
        1.6.2 本论文的创新点
第二章 端羟基水性聚氨酯阴极电泳涂料的制备、结构与性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 主要实验仪器与设备
        2.2.3 端羟基阳离子水性聚氨酯的合成
        2.2.4 HCWPUs阴极电泳涂料的制备及电泳涂装
        2.2.5 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 HCWPUs的FT-IR分析
        2.3.2 原料配比对HCWPUs性能的影响
        2.3.3 非离子水性封闭型异氰酸酯交联剂对HCWPUs性能的影响
    2.4 本章小结
第三章 含十八烷基侧链水性聚氨酯阴极电泳涂料的制备、结构与性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 主要实验仪器与设备
        3.2.3 含十八烷基侧链阳离子水性聚氨酯的制备
        3.2.4 含十八烷基侧链CWPUs-G胶膜的制备
        3.2.5 含十八烷基侧链CWPUs-G的电泳涂装
        3.2.6 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 含十八烷基侧链CWPUs-G阴极电泳涂料的合成与结构表征
        3.3.2 含十八烷基侧链CWPUs-G的乳液性能
        3.3.3 含十八烷基侧链CWPUs-G的电泳性能
        3.3.4 含十八烷基侧链CWPUs-G胶膜的透光率
        3.3.5 含十八烷基侧链CWPUs-G胶膜的表面形貌
        3.3.6 含十八烷基侧链CWPUs-G胶膜的热稳定性
        3.3.7 含十八烷基侧链CWPUs-G胶膜的耐水性能
    3.4 本章小结
第四章 含端甲基聚硅氧烷侧链水性聚氨酯阴极电泳涂料的制备、结构与性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 主要实验仪器与设备
        4.2.3 含端甲基聚硅氧烷侧链阳离子水性聚氨酯阴极电泳涂料的制备
        4.2.4 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si胶膜的制备及电泳涂装
        4.2.5 测试与表征
    4.3 结果和讨论
        4.3.1 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si阴极电泳涂料合成与结构表征
        4.3.2 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si的乳液性能
        4.3.3 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si的表面元素分析
        4.3.4 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si的表面形貌
        4.3.5 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si的XRD分析
        4.3.6 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si的疏水性能
        4.3.7 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si的机械性能
        4.3.8 含端甲基聚硅氧烷侧链CWPUs-Si的阴极电泳漆膜性能
    4.4 本章小结
第五章 含端甲氧基聚硅氧烷侧链水性聚氨酯阴极电泳涂料的制备、结构与性能
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 主要实验仪器与设备
        5.2.3 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi的合成
        5.2.4 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi胶膜的制备及电泳涂装
        5.2.5 测试与表征
    5.3 结果和讨论
        5.3.1 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi合成与结构表征
        5.3.2 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi的乳液性能
        5.3.3 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi的表面元素分析
        5.3.4 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi的表面形貌分析
        5.3.5 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi的疏水性
        5.3.6 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi的机械性能
        5.3.7 含端甲氧基聚硅氧烷侧链CWPUs-MSi的阴极电泳漆膜性能
    5.4 本章小结
第六章 双疏水侧链水性聚氨酯/埃洛石阴极电泳涂料的制备、结构与性能
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 主要实验仪器与设备
        6.2.3 含双疏水侧链阳离子水性聚氨酯CWPUs-MSiG阴极电泳涂料的制备
        6.2.4 双疏水改性POS@HNTs及CWPUs-MSiG5/POS@HNTs阴极电泳涂料的制备
        6.2.5 CWPUs-MSiG及CWPUs-MSiG5/POS@HNTs胶膜的制备
        6.2.6 测试与表征
    6.3 结果和讨论
        6.3.1 含双疏水侧链CWPUs-MSiG阴极电泳涂料的制备与结构表征
        6.3.2 含双疏水侧链CWPUs-MSiG的乳液性能
        6.3.3 含双疏水侧链CWPUs-MSiG的表面元素分析
        6.3.4 含双疏水侧链CWPUs-MSi G的表面形貌分析
        6.3.5 含双疏水侧链CWPUs-MSiG的耐水性能
        6.3.6 双疏水改性POS@HNTs对CWPUs-MSiG5/POS@HNTs阴极电泳涂料的影响
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3846806