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聚氨酯多元醇水分散体的制备及其结构与性能研究

作　者: 夏亚敏
导　师: 巫辉
学　校: 武汉理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 聚氨酯多元醇水分散体 制备 结构 粒径大小与分布 流变学性质
分类号: TQ630.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


双组分水性聚氨酯涂料具有溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性聚氨酯涂料低VOC值的双重特点,是近十年来各国研究的热点。它由含羟基的水性多元醇组分和含异氰酸酯基的多异氰酸酯组分组成。本文研究目的是制备出聚氨酯多元醇水分散体,重点讨论水分散体结构与性能之间的关系。 采用预聚体法制备出聚氨酯多元醇水分散体,并对其结构进行了表征。研究了水分散体的粒径大小、粒径分布及其影响因素;讨论了水分散体的流变学性能及其影响因素;并分析了粒径大小及分布与流变学性能之间的关系。结果表明:随着亲水扩链剂DMPA含量增大,粒径变小,粒径分布变窄,分散稳定性好;体系粘度升高,特性粘度呈上升趋势。随着[NCO]/[OH]比值增大,粒径变大,粒径分布变宽,分散稳定性差;体系粘度降低,特性粘度变小。采用几种扩链剂制备的分散液稳定性均较好;随着一缩二乙二醇用量增加,体系粘度逐渐增大;随着1,4-丁二醇用量增加,体系粘度有所降低。另外,预聚体法适宜在偏碱性条件下进行,PH值小于8时,随着PH值增大,粒径迅速减小;当PH大于8时,随着PH增大,粒径变化不大:随着PH值升高,体系比浓粘度逐渐加大。 采用一步法制备出聚氨酯多元醇水分散体,对其结构进行了表征;研究了水分散体的粒径大小、粒径分布及其影响因素。结果表明:DMPA含量增大,粒径变小,粒径分布变窄,分散更稳定。且同样条件下采用307110聚酯二醇制备的水分散体比用308110聚酯二醇制备出的分散体粒径更小。随着[NCO]/[OH]比值增大,水分散体粒径先变小后变大,粒径分布先变窄后变宽;[NCO]/[OH]比值取0.9左右粒径最小,分散性最好。不同碱性物质起到的中和作用有所差异,NaOH和NH3·H2O作中和剂时制备的聚氨酯多元醇水分散体胶粒较大,稳定性差,采用TEA中和剂水分散体外观好,分散稳定。建议采用TEA作中和剂。 在预聚体法和一步法制备的聚氨酯多元醇水分散体中,DMPA含量对粒径大小及分布的影响是一致的,但[NCO]/[OH]比值的影响却不尽相同。

全文目录


第1章 引言  7-15
  1.1 背景知识  7
  1.2 水性聚氨酯  7-8
  1.3 双组分水性聚氨酯  8-14
  1.4 研究目的  14-15
第2章 预聚体法制备聚氨酯多元醇水分散体及其结构与性能研究  15-41
  2.1 实验部分  15-19
  2.2 聚氨酯多元醇的分散过程及稳定机理  19-21
  2.3 聚氨酯多元醇水分散体的结构  21-27
  2.4 聚氨酯多元醇水分散体的性能  27-40
    2.4.1 聚氨酯多元醇水分散体的粒径大小及分布  27-33
      2.4.1.1 DMPA对分散液外观、稳定性及粒径大小、粒径分布的影响  27-29
      2.4.1.2 [NCO]／[OH]比值对分散液外观、稳定性及粒径大小、粒径分布的影响  29-31
      2.4.1.3 扩链剂结构对分散液外观及稳定性的影响  31-32
      2.4.1.4 溶液PH值对分散液粒径的影响  32-33
    2.4.2 聚氨酯多元醇水分散体的流变学性质  33-40
      2.4.2.1 阴离子分散液的流变学行为  33-34
      2.4.2.2 阴离子型分散液的电粘滞效应  34-35
      2.4.2.3 DMPA对分散液粘度的影响  35-36
      2.4.2.4 DMPA对分散液特性粘度的影响  36-37
      2.4.2.5 [NCO]／[OH]比值对分散液粘度的影响  37-38
      2.4.2.6 [NCO]／[OH]比值对分散液特性粘度的影响  38
      2.4.2.7 扩链剂用量对分散体粒径及粘度的影响  38-39
      2.4.2.8 PH值对分散液比浓粘度的影响  39-40
  2.5 本章小结  40-41
第3章 一步法制备聚氨酯多元醇水分散体及其结构与性能研究  41-56
  3.1 实验部分  41-45
  3.2 聚氨酯多元醇水分散体的结构  45-48
  3.3 聚氨酯多元醇水分散体的粒径大小及分布  48-55
    3.3.1 DMPA对分散液外观及稳定性的影响  48-49
    3.3.2 DMPA对分散液粒径大小及分布的影响  49-50
    3.3.3 [NCO]／[OH]比值对分散液外观及稳定性的影响  50-51
    3.3.4 [NCO]／[OH]比值对分散液粒径大小及分布的影响  51-52
    3.3.5 中和剂对分散液外观及稳定性的影响  52-54
    3.3.6 DMPA含量对分散液粘度的影响  54-55
  3.4 本章小结  55-56
第4章 结论  56-61
参考文献  61-66
硕士期间发表的论文  66-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 一般性问题 > 原料及辅助物料
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