学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

新型环保双组分水性含氟丙烯酸聚氨酯的合成及性能研究

作 者: 李世清
导 师: 靳奇峰
学 校: 辽宁师范大学
专 业: 高分子化学与物理
关键词: 含羧基半酯二元醇 多羟基含氟丙烯酸酯 水性聚氨酯 双组分水性含氟聚丙烯酸聚氨酯
分类号: TQ323.8
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 62次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


随着环保意识的增强,为适应人们的要求水性涂料备受人们的青睐。其中双组分水性丙烯酸聚氨酯涂料具有高度交联使其正以优异的性能逐步代替现社会中溶剂性涂料。本论文对双组分水性含氟丙烯酸聚氨酯(WFPUA)的合成原理、方法进行了综述,进一步引出本论文的合成思想,对水性多羟基含氟丙烯酸酯(OH-WFPA)的合成和水性聚氨酯(WPU)的合成进行了广泛研究,并对WFPUA的合成和性能进行全面的研究,得到了很多有实用意义的结论:先用三羟甲基丙酸(TMP),顺丁烯二酸酐(MA)为原料合成含有两个羟基,一个羧基,并含有一个双键的含羧基半酯二元醇(MA-TMP)烯类功能单体。研究了反应物的干燥程度、反应温度、反应物的配比等因素对合成结果及其酸值变化的影响。用酸值滴定、红外光谱分析半酯酸值变化和合成结果。研究表明反应物的干燥程度明显影响酸值的变化,温度在反应发生前30min应控制在50℃,然后温度控制在65℃左右较好。为了制备高羟基丙烯酸酯组分首次引入MA-TMP通过无皂乳化由含羧基半酯二元醇(MA-TMP)、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸六氟丁酯进行自由基共聚,合成水性多羟基含氟聚丙烯酸酯乳液(B组分OH-WFPA)。无皂乳化具有环保、低成本、性能优良等特性。在合成多羟基含氟水性聚丙烯酸酯时通过含羧基半酯二元醇在聚丙烯酸酯中不仅引入了羧基(-COOH)亲水组分,同时每引入一个含羧基半酯二元醇就引入两个能与异氰酸根反应的羟基(-OH)组分。在合成丙烯酸聚氨酯传统做法中多以单羟基丙烯酸类在聚氨酯两端引入双键,进而与丙烯酸酯烯类共聚,这样引入的双键很有限。环保问题受到人们重视,无皂乳液深受关注,具有特殊功能的无皂乳液的高稳定性和高固含量乃当今无皂乳化的热点。并研究了引发剂、反应温度、含氟量、羟基含量等对其乳液的影响。采用2,4-二异氰酸甲苯酯(TDI)与聚癸酸二醇和二羟甲基丙酸反应合成水性聚氨酯预聚体A组分(WPU);研究了反应温度、中和度等对聚氨酯预聚体乳液的影响。为了提高交联度同时具有适当的硬度和柔韧性,首次通过此类水性多羟基含氟丙烯酸酯与水性聚氨酯预聚体混合制备双组分水性含氟丙烯酸聚氨酯(WFPUA)涂料,本论文文研究了羟值含量(交联度),氟单体用量、OH-WFPA与WPU比值等对WFPUA等性能的影响。结果表明,OH-WFPA的合成反应温度在80℃左右,羟值在100mg/g时,即羟基质量分数在OH-WFPA聚合物中达到6.5%时双组分涂膜的性能相对更佳,在WFPUA中含氟量在5.1%最佳。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
1 引言  11-19
  1.1 聚氨酯的发展  11
  1.2 水性聚氨酯的发展历史  11-12
  1.3 丙烯酸改性水性聚氨酯  12-13
  1.4 氟原子的特性  13-14
  1.5 含氟聚氨酯合成  14-15
  1.6 WPU 的结构和性能  15-16
  1.7 双组份水性丙烯酸聚氨酯  16-17
    1.7.1 丙烯酸改性水性聚氨酯  16
    1.7.2 水性双组分聚氨酯的制备原理  16-17
    1.7.3 WFPUA 的应用  17
  1.8 本论文研究的目的和意义及创新  17-19
    1.8.1 目的和意义  17-18
    1.8.2 创新之处  18-19
2 水性多羟基含氟聚丙烯酸酯的合成研究  19-38
  2.1 引言  19-20
  2.2 含羧基半酯二元醇的合成研究  20-25
    2.2.1 试验部分  20-21
    2.2.2 结果与讨论  21-25
  2.3 水性多羟基含氟聚丙烯酸酯的合成  25-38
    2.3.1 实验部分  25-28
    2.3.2 水性含氟多羟基聚丙烯酸酯测试  28
    2.3.3 结果与讨论  28-37
    2.3.4 本章小结  37-38
3 水性聚氨酯的合成  38-46
  3.1 引言  38
    3.1.1 制备PU 工艺  38
    3.1.2 WPU 稳定机理  38
  3.2 实验部分  38-40
    3.2.1 实验原料  38-39
    3.2.2 原料预处理  39
    3.2.3 WPU 的合成  39-40
    3.2.4 WPU 合成原理  40
  3.3 结果与讨论  40-42
    3.3.1 结构表征  40-41
    3.3.2 WPU 测试  41-42
  3.4 结果与讨论  42-46
    3.4.1 聚合工艺的影响  42-43
    3.4.2 反应温度对水性聚氨酯预聚体反应速率的影响  43-44
    3.4.3 催化剂的影响  44-46
4 水性双组份含氟丙烯酸聚氨酯的制备与性能  46-64
  4.1 引言  46-47
  4.2 实验部分  47-48
    4.2.1 实验原料  47
    4.2.2 双组份FPUA 乳液的制备  47-48
    4.2.3 WFPUA 的反应原理  48
  4.3 乳液性能测试  48-50
    4.3.1 固含量  48-49
    4.3.2 粘度测试  49
    4.3.3 粒径测试分析  49
    4.3.4 贮存稳定性  49
    4.3.5 结皮性  49-50
  4.4 涂膜性能测试  50-52
    4.4.1 涂膜的制备  50
    4.4.2 干燥时间  50
    4.4.3 热稳定性测试  50
    4.4.4 耐溶剂性测试  50
    4.4.5 耐水性测试  50
    4.4.7 表面水接触角测定  50-51
    4.4.8 热氧老化试验  51
    4.4.9 涂膜硬度GB1730-93  51
    4.4.10 冲击强度GB1732-93  51
    4.4.11 柔韧性测试 GB1731-93  51
    4.4.12 附着力GB/T9754  51
    4.4.13 耐水性GB/T9274-88  51-52
    4.4.14 耐化学腐蚀性GB/T9274-1988  52
    4.4.15 耐热性  52
    4.4.16 耐寒性  52
    4.4.17 耐盐雾测试GB/T1771-1991  52
    4.4.18 热重分析  52
  4.5 结果与讨论  52-64
    4.5.1 WFPUA 红外表征  52-53
    4.5.2 羟基含量对对性能的影响  53-54
    4.5.3 羧基含量对吸水率的影响  54-55
    4.5.4 中和度对吸水率的影响  55-56
    4.5.5 FPA(B)组分和PU(A)组分的配比对性能的影响  56-57
    4.5.6 不同含氟量丙烯酸聚氨酯膜表面对水的接触角研究  57
    4.5.7 氟原子的固定化  57-58
    4.5.8 MMA/BA 比值对WFPUA 性能的影响  58
    4.5.9 甲基丙烯酸六氟丁酯含量对WFPUA 乳液凝胶的影响  58-59
    4.5.10 含氟量对吸水率的影响  59-60
    4.5.11 -COOH 含量对WFPUA 粒径的影响  60-61
    4.5.12 WFPUA 乳液的的中和度对性能的影响  61-62
    4.5.13 MA-TMP 含量对WFPUA 性能的影响  62
    4.5.14 WFPUA 涂膜耐水性  62-64
5 结论  64-65
参考文献  65-72
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  72-73
致谢  73

相似论文

  1. 芳砜纶/棉混纺织物防水透湿涂层整理的研究,TS195.6
  2. 水性聚氨酯类湿摩擦牢度提升剂的合成与应用研究,TS193.2
  3. 紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯低聚物研究,TQ630.1
  4. 耐候性羧酸型水性聚氨酯分散液的制备与性能研究,TQ630.4
  5. 氨基硅油改性水性聚氨酯树脂固色剂的制备与应用,TQ320.4
  6. 水性紫外光固化超支化聚氨酯的合成,TQ633
  7. 水性聚氨酯的合成与改性研究,TQ323.8
  8. 水性聚氨酯分散体的改性及合成研究,TQ630.4
  9. 丙烯酸树脂—环氧树脂改性水性聚氨酯的研制,TQ323.8
  10. 单组分常温自交联水性聚氨酯的合成与性能研究,O633.14
  11. 含氟丙烯酸酯改性水基聚氨酯分散体的合成及其膜结构研究,O633.14
  12. 聚氨酯离聚体亲水基的分布对乳液及膜性能的影响,O631
  13. 水滑石及全氟辛酸拄撑水滑石的合成与应用性能研究,TQ04
  14. 水性涂料的制备,TQ630.7
  15. 用于涂料的水性聚氨酯的合成工艺及其性能研究,TQ630.4
  16. 用于木器漆的水性聚氨酯树脂的制备及性能研究,TQ323
  17. 水性聚氨酯乳液的制备及其改性研究,TQ433.432
  18. 水性聚丙烯酸酯/聚氨酯的合成及性能,TQ630.4
  19. 水性聚氨酯肟类封闭剂的合成与应用,TQ320.4
  20. 水性聚氨酯—聚丙烯酸酯核壳乳液的合成与性能研究,TQ316.334

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 聚氨酯类(聚氨基甲酸酯类)及塑料
© 2012 www.xueweilunwen.com