水性双组分聚氨酯涂料的研究

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1、桂林工‘学院硕士学位论文摘要水性双组分聚氨酯涂料，兼具有溶剂型聚氨酯涂料的优良性能和水性体系低VOC值的双重特点，成为近年来研究的热点。但对水性双组分聚氨酯功能涂料研究较少。本文主要研究水性双组分聚氨酯清漆、色漆的配制和性能，制备了水性聚氨酯纳米复合材料，并且制备了具有隔热保温效果和透明隔热效果的功能水性聚氨酯涂料。本论文首先对可以用于水性聚氨酯涂料的树脂进行了选择，测定了它们的固体含量、粘度、pH值以及三者之间的关系，选择了适宜的助剂类型和用量，发现在树脂中添加O．45％的消泡剂BYK028和0．3％流平剂BYK333复配使用具有最佳的效果。采用核壳乳液法制备了不

2、同羟值的丙烯酸酯乳液，经过测试发现羟值为50mgKOH／g的乳液光泽度高、粒径小且分布较窄。不同羟值的乳液与亲水改性多异氰酸酯组分一定NCO／oH比例固化成膜后，随着羟值的提高漆膜硬度逐步提高，但光泽度和耐水性逐步降低；选用固定羟值的乳液与亲水改性多异氰酸酯组分不同NCO／OH比例(1．25：1、1．5：1和2：1)配比成膜后，随着亲水改性多异氰酸酯组分比例的提高，漆膜硬度有所提高，耐水性有明显提高，在比例为2：1时漆膜48小时不变色，铁板不锈蚀。制备了水性双组分聚氨酯有色涂料，通过添加不同的填料和不同的乳液制备了几个系列的铁红底漆，得到了具有最佳性能的底漆配方，发

3、现羟值低底漆耐水性好；在此基础上，制备了性能较好的水性双组分聚氨酯白色和黑色面漆。在水性羟基丙烯酸酯乳液中直接加入少量层状蒙脱土(MMT)无机填料，然后加入亲水改性多异氰酸酯组分制备了水性聚氨酯纳米复合材料，对其进行了红外(m)、X射线衍射(Ⅺm)、热重(TG)和涂膜力学性能的测试。红外测试表明，共混后蒙脱土和改性蒙脱土都掺杂进入了聚氨酯复合材料中；通过分析复合材料的XRD谱图，发现改性后的蒙脱土在材料中完全被剥离；通过热力学的测试，分析不同阶段的热分解温度，看出复合材料的热分解性能有所提高。对纳米复合材料力学性能的测试表明，薄膜的硬度有所提高。使用自制的掺锑氧化锡

4、(ATO)和氧化锌(zIl0)，制备了透明水性聚氨酯隔热保温涂料。采用研磨和球磨方式制备了ATO，发现球磨方式所得ATO，具有较小的粒径(504rim)和较宽的粒径分布(PDl0．433)，在可见光区的透过率接近90％，远远超过研磨的40％。在ATO含量为15％时，水性透明隔热温度最高达到了8℃。ZnO单独使用隔热效果不是很明显，含量为5％时，透过率最高达到70％左右。通过研究涂料配方中所用乳液、颜料、常规填料和隔热填料在红外灯下的反射、隔热和保温性能，以期发现具有最佳隔热保温效果的涂料原料。研究发现最好的隔热颜料是有着高折射率的金红石型钛白粉，最好的隔热填料是结构

5、中有微孔的硅藻土，其它的填料如轻钙粉和重钙粉等也具有一定的隔热保温作用。’关键词：水性双组分聚氨酯，清漆，色漆，纳米复合材料，隔热保温桂林工学院硕士学位论文AbstractTwo-componentwaterbornepolyurethane(P奶coatingshaveattractedmuchattentioninrecentdecades。he．useofitscombinationthegoodfilmpropertiesofsolventbasedPUcoatingswithlowcontentofvolatileorganiccompounds(vocs

6、)inwaterbornesystem．However,fewstudieshavefocusonthewaterPUfunctionalcoatings．1nhepreparationandpropertiesoftwo-componentwaterbornePUvarnishesandpigmentedpaintsarestudiedinthispaper,aswellasthenanocompositematerialandfunctionalcoatingswithheat-insulationortransparentheat-insulatedprope

7、ay．’Theacrylateresinswhichmaybeusedintwo-componentPUcoatingswerechosenaccordingtotheirsolidcontent,viscosity，pHvalueandothers．耽etypeandlevelofadditivesweretested．Itwasfoundthatthebestperformanceofthecoatingfilmwasobtainedbyadding0．45％anti-foamagentBYK028and0．3％levelingagentBYK333，bas