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水性涂料的制备

作　者: 张中一
导　师: 张晓东
学　校: 青岛大学
专　业: 应用化学
关键词: 水性涂料醇酸树脂乳胶漆水性聚氨酯涂料
分类号: TQ630.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

随着人们环保意识的提高,许多国家相继颁布了有关控制有机挥发物在涂料中使用量的(VOC)法令。在这种背景下水性涂料得到迅速的发展。相信随着涂料专家们对水性树脂结构、性能的深入研究,水性涂料会变得施工更方便、涂膜性能更优异,各种特殊功能的环保涂料将被开发出来以满足人类不同的需要。本论文分为三章。第一章介绍了水性涂料的种类、国内外的发展现状和前景以及水性涂料市场的现状和存在的问题。第二章介绍了水性醇酸漆乳液与其制备过程。第三章介绍了水性聚氨酯涂料的分类和相关的化学反应以及水性聚氨酯的制备过程。本论文试验部分为两个部分:醇酸乳胶漆部分和水性聚氨酯漆部分。其中,醇酸树脂乳液部分对醇酸树脂乳液用乳化剂的种类进行了筛选,确定了乳化剂的最佳用量、乳化温度、中和剂的用量、以及最佳的乳化工艺条件,制备出稳定性良好的醇酸树脂乳液。然后,又研究了催干剂的加入方法、催干剂用量对干燥时间的影响,制备出成品醇酸乳胶漆。并对产品进行了性能测试。水性聚氨酯部分对原料进行了选择,通过丙酮法合成了水性聚氨酯。探讨了CNO/OH、DMPA含量、软硬段比例、交联剂含量对漆膜性能的影响,通过优化得到合理配方并对产品进行了性能测试。结果表明本论文合成的两种乳液有优异的性能可以应用做涂料。

全文目录

引言  8-9
第一章水性涂料综述  9-21
  1．1 水稀释性树脂的合成原理  9-10
    1．1．1 成盐法  9
    1．1．2 Bunte盐法  9-10
    1．1．3 离聚物法  10
    1．1．4 引入非离子基团法  10
    1．1．5 Zwitterion中间体法  10
  1．2 乳胶漆  10
  1．3 影响树脂水溶性、稳定性的因素  10-13
    1．3．1 分子链上亲水性基团对水溶性的影响  11-12
      1．3．1．1 醚基的影响  11
      1．3．1．2 高官能度醇类的影响  11-12
      1．3．1．3 高官能度酸的影响  12
    1．3．2 分子量大小及其分布对水溶性及漆性能的影响  12
    1．3．3 中和剂的影响  12-13
    1．3．4 助溶剂的影响  13
  1．4 水性漆用颜料  13-15
    1．4．1 颜料的组成  13-14
    1．4．2 颜料在水中的稳定性  14
    1．4．3 最佳体积浓度  14-15
  1．5 各国对涂料环保要求的发展历史背景  15-16
  1．6 水性漆的发展历程  16
  1．7 水性木器漆的种类  16-18
    1．7．1 水性醇酸漆  16-17
    1．7．2 水性硝基漆  17
    1．7．3 丙烯酸类  17
    1．7．4 水性聚氨酯类  17-18
    1．7．5 丙烯酸—聚氨酯共聚乳液  18
  1．8 国内外水性漆现状  18-19
  1．9 我国水性涂料市场的现状及存在问题  19-20
    1．9．1 绝大部分涂料企业采取观望的态度  19
    1．9．2 消费者对水性木器涂料持怀疑态度  19
    1．9．3 水性木器涂料定价过高  19-20
    1．9．4 水性涂料的质量尚待提高  20
  1．10 水性漆的发展展望  20-21
第二章水性醇酸乳液  21-38
  2．1 醇酸树脂的制备  21-24
    2．1．1 概述  21
    2．1．2 反应机理  21-22
    2．1．3 试验部分  22-24
      2．1．3．1 试验用原料及器材  22-23
      2．1．3．2 合成配方  23
      2．1．3．3 试验步骤  23
      2．1．3．4 醇解终点的确定  23
      2．1．3．5 酯化终点酸值的测定  23-24
    2．1．4 试验结果  24
  2．2 醇酸乳液的制备  24-30
    2．2．1 概述  24
    2．2．2 试验部分  24-25
      2．2．2．1 试验原料  24-25
      2．2．2．2 乳液的制备方法  25
    2．2．3 结果与讨论  25-30
      2．2．3．1 乳化剂的影响  25-27
      2．2．3．2 乳化温度的确定  27-28
      2．2．3．3 中和值的影响  28-29
      2．2．3．4 搅拌速度的影响  29
      2．2．3．5 油度的影响  29-30
  2．3 醇酸乳液催干剂  30-32
    2．3．1 概述  30-31
    2．3．2 试验部分  31
      2．3．2．1 试验原料  31
      2．3．2．2 方法与步骤  31
      2．3．2．3 结果与讨论  31
    2．3．3 催干剂用量对干燥时间的影响  31-32
  2．4 乳液的性能测定  32-35
    2．4．1 温度对粘度的影响  32-33
    2．4．2 剪切速度对粘度的影响  33-34
    2．4．3 固含量对粘度的影响  34
    2．4．4 醇酸乳液表面张力的测定  34-35
  2．5 醇酸乳胶木器漆的各项性能  35-37
    2．5．1 实验方法  36
    2．5．2 测试结果  36-37
  小结  37-38
第三章水性聚氨酯漆  38-55
  3．1 概述  38
  3．2 聚氨酯的水性化方法  38-40
    3．2．1 丙酮工艺法  38
    3．2．2 熔融分散法  38-39
    3．2．3 预聚物体分散法  39
    3．2．4 保护端基乳化法  39-40
    3．2．5 酮亚胺(和酮连氮)过程  40
  3．3 制备水性聚氨酯的原料选择  40-41
    3．3．1 低聚物多元醇  40
    3．3．2 多异氰酸酯的选择  40
    3．3．3 扩链剂的选择  40-41
    3．3．4 亲水扩链剂的选择  41
    3．3．5 溶剂的选择  41
  3．4 水性聚氨酯涂料的应用与展望  41-43
    3．4．1 水性聚氨酯涂料的应用  42
    3．4．2 水性聚氨酯涂料的发展趋势  42-43
  3．5 水性聚氨酯漆的合成  43-46
    3．5．1 试验原料  43-44
    3．5．2 原料的预处理  44
    3．5．3 试验配方表  44
    3．5．4 试验步骤  44-45
    3．5．5 试验现象  45-46
  3．6 测试方法  46-47
    3．6．1 异氰酸酯基含量的测定  46
    3．6．2 固含量的测定  46
    3．6．3 涂膜吸水率的测定  46-47
    3．6．4 耐溶剂性的测定  47
    3．6．5 铅笔硬度的测定  47
  3．7 结果与讨论  47-52
    3．7．1 二羟甲基丙酸的加料方法  47-48
    3．7．2 TMP加料方法的影响  48
    3．7．3 丙酮的作用  48
    3．7．4 中和乳化工艺的探讨  48
    3．7．5 软硬段比例的影响  48-49
    3．7．6 NCO／OH的影响  49-50
    3．7．7 亲水扩链剂含量的影响  50-51
    3．7．8 交联剂含量的影响  51
    3．7．9 聚氨酯红外分析  51-52
  3．8 水性聚氨酯乳液的性能  52-54
    3．8．1 水性聚氨酯乳液的稳定性机理研究  52
    3．8．2 乳液粘度随剪切时间的变化  52-53
    3．8．3 乳液表观黏度随剪切速率的变化  53
    3．8．4 表观粘度随温度的变化  53-54
    3．8．5 乳液表面张力的测定  54
  3．9 漆膜性能测试  54-55
小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61

水性涂料的制备

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