高固含羟基丙烯酸水分散体的制备及性能研究

发布时间：2024-01-21 08:12

　　双组分水性聚氨酯(2K-WPU)因其优异环保特性和涂膜性能,已成为世界涂料研究和发展的重点。2K-WPU由水性聚合物多元醇和水可分散多异氰酸酯两部分组成,其中水性聚合物多元醇中的羟基丙烯酸酯水分散体具有粒径小、羟基分布均匀、相对分子量及分布可控、涂膜高光泽等优点成为研究热点。现有该类产品固含量低、黏度大、VOC含量高等问题,严重制约其应用推广。本文自制含乙氧基和磺酸基的乙烯基亲水单体,通过自由基溶液聚合制备高固含和低黏度的羟基丙烯酸水分散体,研究乙烯基亲水单体种类和添加量对分散体的固体含量和黏度的调控规律,并对其进行有机硅改性,提高涂膜的耐性,制备高性能2K-WPU涂料。采用乙烯基磺酸盐亲水单体制备高固含羟基丙烯酸水分散体,探明磺酸基亲水单体的种类和添加量对水分散体及涂膜性能的影响规律,优化聚合工艺,发现自制乙烯基磺酸盐(SAP)能够制备高固含和低黏度的羟基丙烯酸水分散体,具有优异的稳定性,归因于SAP单体既含有强亲水阴离子磺酸基团,能大幅提高水分散体的固体含量;又含有较大分子量的乙氧基非离子链段,能赋予水分散体具有优异的贮存、冻融稳定性及阳离子稳定性。研究还发现随SAP添加量增加,水...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 双组分水性聚氨酯涂料
        1.2.1 成膜机理
        1.2.2 双组分水性聚氨酯的应用
    1.3 高固含羟基丙烯酸水分散体的研究
        1.3.1 羟基丙烯酸水分散体的的合成方法
        1.3.2 羟基丙烯酸水分散体的水分散规律
        1.3.3 高固含羟基丙烯酸水分散体的研究进展
    1.4 羟基丙烯酸树脂水性化研究进展
        1.4.1 胺中和成盐
        1.4.2 直接引入含盐基团
    1.5 基于磺酸盐的水分散体研究进展
    1.6 有机硅改性丙烯酸树脂的进展
        1.6.1 有机硅氧烷的结构特点
        1.6.2 有机硅氧烷改性的方法
    1.7 本文的研究意义、研究内容和创新点
        1.7.1 研究意义
        1.7.2 研究内容
        1.7.3 创新点
第二章 含磺酸基羟基丙烯酸水分散体的制备与性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器和装置
        2.2.3 乙烯基磺酸盐单体的合成
        2.2.4 磺酸基型丙烯酸酯水分散体的合成
        2.2.5 双组分水性聚氨酯涂料的配制
        2.2.6 分析与测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 中间体(APEG)及自制乙烯基磺酸盐(SAP)的结构表征
        2.3.2 磺酸基型单体种类的选择
        2.3.3 SAP单体添加量的影响
        2.3.4 反应温度及引发剂的选择
        2.3.5 溶剂的选择
        2.3.6 链转移剂种类以及用量的选择
        2.3.7 玻璃化温度(Tg)的影响
        2.3.8 羟基含量的探究
        2.3.9 中和剂和中和度对性能的影响
        2.3.10 磺酸盐羟基丙烯酸水分散体结构和性能表征
        2.3.11 综合性能对比
    2.4 本章小结
第三章 有机硅改性羟基丙烯酸水分散体及性能表征
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 有机硅改性丙烯酸水分散体的合成
        3.2.3 分析与测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 乙烯基三甲氧基硅烷(A171)的影响
        3.3.2 乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)的影响
        3.3.3 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(A174)的影响
        3.3.4 乙烯基三乙氧基硅烷(A151)的影响
        3.3.5 乙烯基三异丙氧基硅烷(KH1706)的影响
        3.3.6 红外光谱分析
        3.3.7 差式扫描量热法(DSC)
        3.3.8 涂膜热重分析
        3.3.9 涂膜接触角测试
        3.3.10 综合性能对比
    3.4 本章小结
结论与展望
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3881564