石油树脂聚氨酯防水涂料的制备结构和性能

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1、郑州大学硕士学位论文中文摘要摘要由于聚氨酯防水涂料具有弹性好，性、耐碱性、耐低温性、耐水性优异，伸长率大，强度高，耐磨性突出，耐酸韧性好等特点，所以早在二十世纪80年代，美国、日本等经济发达国家的聚氨酯防水涂料己在建筑、水利和公用设旆建设等方面获得了非常广泛的应用。随着我国建筑和水利工程建设的迅猛发展和工程质量标准的不断提高，对高档防水涂料的需求量与日俱增。但由于聚氨酯防水涂料价格昂贵，国内很难推广应用。为此，国内过去多使用焦油聚氨酯防水涂料，但由于其污染环境，危害人类身体健康，国家已制定了有关法规限制其使用。目前大量

2、应用的是沥青聚氨酯防水涂料，但由于它也存在诸如固化时间过长和无法多次涂刷等问题，其应用前景也受到人们的置疑。国内石油树脂大量积压、价格低廉，环境污染小，颜色浅，装饰性强，而且与聚醚型聚氨酯预聚体相容性较好。由于能够为石油树脂开拓新的应用领域，降低聚氨酯防水涂料的成本，减小环境污染，所以石油树脂聚氨酯防水涂料的研究具有十分重要的现实意义。郑州大学材料科学与工程学院自2002年与河南省水利科学研究所合作，以聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯反应合成出了具有特定异氰酸根含量的聚氨酯预聚体，讨论了影响反应速率的的主要因素；然后以预聚体

3、为甲组分，一定量的石油树脂、扩链剂、填料以及其他成分为乙组分，制备了石油树脂聚氨酯防水涂料，并对其对化学结构、形态结构、力学性能、热性能、流变性能、耐水性能、耐酸碱性能、施工性能等进行了表征和研究。主要研究工作内容如下：1．反应温度一定时，聚醚与TDI的反应程度随着聚合反应时间的延长而增大；反应时间相同时，聚合反应速率随着反应温度的升高而提高；在官能度相同的情况下，聚醚的相对分子质量越大，其分子链越长，单位体积内官能团浓度便越低，因此反应速率越低；异氰酸酯与醇的反应属于二级反应，反应速率取决于反应物中基的一NcO和--

4、OH浓度，如果出现对二级反应的偏差，则是由于副反应生成了缩二脲和脲基甲酸酯等的缘故；通过调节反应物中--NCO基和--OH的比例，使聚氨酯预聚体的异氰酸根含量为3％．5％，这样才能使防水涂料同时具郑州大学硕士学位论文中文摘要有较高的拉伸强度和断裂伸长率：与有机胺类催化剂相比，有机金属类催化剂对异氰酸酯与聚醚多元醇反应的催化效果显著。2．首次以石油树脂为改性剂，以自制的特定聚氨酯预聚体及填料、扩链剂、催化剂、溶剂等为原料，制备出来了力学性能优异的石油树脂聚氨酯防水涂料，其拉伸强度为2．21Mpa，断裂伸长率为660％，固

5、体含量为95．6％，其各项性能指标基本能达到《聚氨酯防水涂料国家标准》(GB厂r19250．2003)中I型产品的要求。3．聚醚的分子量、扩链剂的种类以及异氰酸酯基含量等因素均会对石油树脂聚氨酯防水涂料的耐水性能造成影响。我们选用合适的聚醚、扩链剂和预聚体中异氰酸酯基的含量，使石油树脂聚氨酯防水涂料的拉伸强度保留率为91％，断裂伸长率保留率为117％，证明石油树脂聚氨酯防水涂料具有较好的耐水性能。4．通过红外光谱(取)和扫描电镜(SEM)对石油树脂聚氨酯防水涂料的结构进行了初步表征。结果表明石油树脂只是作为一种惰性组分

6、加入，其并没有与聚氨酯预聚体发生反应；石油树脂与聚氨酯预聚体具有较好的相容性，石油树脂聚氨酯防水涂料的力学性能有进一步提高的潜力。5．通过示差扫描量热法∞sQ和热重法(1'G)研究了石油树脂聚氨酯防水涂料的热性能。结果表明石油树脂在一定程度上降低了聚氨酯的玻璃化转变温度，起到了增塑作用：石油树脂聚氨酯防水涂料的燕降解分为两个阶段，它的起始平衡降解温度为231．04℃，热降解过程符合Freeman-Carroll假设，石油树脂使防水涂料的热稳定性稍有降低。6．研究了石油树脂聚氨酯防水涂料的流变性能。石油树脂聚氨酯防水涂料

7、的非牛顿指数n小于1，且随着温度的升高而变大，属于假塑性流体；表观粘度随着剪切速率的提高和温度的升高而降低，其粘流活化能为19．731d’tool一；石油树脂聚氨酯防水涂料具有较好的流平性。关键词：聚氨酯石油树脂防水涂料制备表征郑州大学硕士学位论文英文摘要AbstractBecauseofthegoodtensibilityandtensile-strength，excellentenduranceofwater,lowtemperature，grind，acidandalkafi，polyurethane(PtOwa

8、terproofcoatinghasbeenwidelyusedinarchitecture，waterconservancyandpublicserviceinAmerica，Japanandotherdevelopedcountriessince1980s．Withtherapiddevelopmentofthearchite