水性聚氨酯的制备方法及应用毕业论文

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1、水性聚氨酯的制备方法及应用毕业论文目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1概述11.2国内外概况11.3水性聚氨酯的分类21.4水性聚氨酯的制备方法21.4.1外乳化法21.4.2自乳化法21.4.2.1丙酮法31.4.2.2预聚体分散法31.4.2.3熔体分散缩合法31.4.2.4酮亚胺—酮连氮法31.4.2.5封端-NCO基团法41.5水性聚氨酯的改性41.5.1物理共混41.5.2化学接枝共聚41.5.2.1环氧树脂改性51.5.2.2丙烯酸酯（PA）改性51.5.2.3聚硅氧烷改性61.5.2

2、.4蓖麻油改性61.5.2.5其他改性方法71.6制备环氧树脂—丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的物料71.6.1多异氰酸酯71.6.2多元醇7391.6.3催化剂71.6.4亲水性扩链剂71.6.5交联剂81.6.6成盐剂81.6.7扩链剂81.6.8溶剂81.6.9水81.6.10改性剂91.6.10.1环氧树脂91.6.10.2乙烯基单体91.6.11引发剂91.7水性聚氨酯涂料的应用91.8本课题的研究意义10第二章实验部分112.1实验原料112.2实验设备、仪器及其他材料122.3实验装置图142.4环

3、氧树脂—丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备142.5反应原理142.5.1水性聚氨酯的合成原理142.5.2环氧树脂改性原理162.5.3丙烯酸酯改性原理162.5.3.1链引发162.5.3.2链增长162.5.3.3链终止162.5.3.4链转移172.6分析测试172.6.1异氰酸根基团的测定172.6.1.12mol/L二正丁胺溶液的配制172.6.1.20.5mol/L盐酸标准溶液的配制172.6.1.3测定步骤172.6.1.4测定原理172.6.1.5计算公式172.6.2酸值的测定182.6.2

4、.1测定试剂的配制182.6.2.2测定步骤18392.6.2.3计算公式182.6.3丙烯酸酯类单体转化率的测定182.6.3.1测定步骤182.6.3.2计算公式192.7产品性能测试192.7.1粘度的测定192.7.2固含量的测定192.7.2.1测试方法192.7.2.2计算公式192.7.3乳液离心稳定性测试202.7.4涂膜的制备202.7.5涂膜硬度的测定202.7.6涂膜吸水率的测定202.7.6.1测定步骤202.7.6.2计算公式20第三章实验结果与讨论213.1预聚反应温度的确定213

5、.2中和度的确定及中和温度的确定213.3不同的-NCO/-OH摩尔比值对聚氨酯性能的影响223.4乳化过程中粘度变化讨论233.5DMPA的加入方式及其加入量对聚氨酯性能的影响233.5.1DMPA的加入方式的讨论233.5.2DMPA的加入量对聚氨酯性能的影响233.6TMP含量对聚氨酯性能的影响243.7环氧树脂加入量对聚氨酯性能的影响253.8TMPME含量对聚氨酯性能的影响263.9丙烯酸酯类单体含量对聚氨酯性能的影响26结论28致谢29参考文献30附录1美国专利翻译31附录2美国专利33第一章绪论

6、391.1概述聚氨基甲酸酯(Polyurethane)简称聚氨酯(PU)，是分子链中含有氨酯基(-NHCOO-)的多功能高分子合成材料。聚氨酯是一种含软段和硬段的嵌段共聚物，由于两种链段的热力学不相容性，形成了聚氨酯独特的微相分离结构，这种化学结构决定了它具有耐低温、耐磨、耐脆化、拉伸强度高、韧性、弹性好等优点[1-2]。水性聚氨酯（WPU）涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，涂膜的耐水性差，光泽性较差，且成本较高等缺陷，因而利用环氧树脂出色的粘接能力、高

7、模量、高强度、优良的附着力、低收缩率和耐水、耐化学性好等优点以及丙烯酸树脂较好的耐水性、保色性、物理机械性能和耐候性能且成本低廉的特点，通过接枝共聚方式将这两种树脂引入水性聚氨酯链段中，制备环氧树脂—丙烯酸树脂改性水性聚氨酯的复合乳液，使乳液兼有环氧树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯的优良特性，且乳液成本较低，具有较好的应用前景。1.2国内外概况1937年，德国化学科学家发现了异氰酸酯与活泼氢化合物的聚合反应，从而建立了聚氨酯化学的基础[3]。1943年，原西德的P.Schlack就在乳化剂和保护体的存在下，将二异氰酸

8、酯在剧烈搅拌下乳化于水并添加二胺，成功地研制出了水性聚氨酯。在20世纪50年代有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Dupont公司的研究人员将端异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链，合成了聚氨酯乳液。1967年，水性聚氨酯首次出现于美国市场，70～80年代，美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为生产和应用，有多种牌号的水性聚氨酯产品供应。早期的聚氨酯乳液采用外加乳化