探索耐候性聚氨酯涂料固化剂hdi-tmp加成物的合成工艺研究

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1、河南科技大学硕士学位论文耐候性聚氨酯涂料固化剂HDI-TMP加成物的合成工艺研究姓名：阎宏永申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张玉清;宋文生20070501摘要论文题目：耐候性聚氨酯涂料固化剂HDI-TMP加成物的合成工艺研究专业：化学工艺研究生：阎宏永指导教师：张玉清教授宋文生副教授摘要聚氨酯已成为当今世界五大合成材料之一，其性能可从柔性聚合物到刚性塑料任意调节，可在塑料、橡胶、合成纤维、涂料及粘合剂等各方面获得广泛应用。聚氨酯涂料由于具有装饰性好、强度高、弹性好、耐磨性好等特点，广受人们青睐。按组分数的不

2、同，聚氨酯涂料分单组分和双组分两类。在双组分涂料中，固化剂组分主要是TDI-TMP加成物、HDI缩二脲、TDI三聚体、HDI三聚体以及TDI-HDI混合三聚体等含NCO基团的多异氰酸酯化合物。含苯环结构的固化剂，聚氨酯涂料的光稳定性差、容易泛黄。而脂肪族或酯环族多异氰酸酯，涂料光稳定性佳。由于HDI属脂肪族多异氰酸酯，蒸气压高，环境危害大，多使用其改性产物。因此，本文对HDI-TMP加成物合成工艺进行了系统研究，并进行了初步应用性探索。HDI-TMP加成物，按加成反应原理，采用溶剂法和非溶剂法，由HDI与TMP直接合

3、成。通过对反应产物NCO含量、粘度和GPC分析，考察了溶剂种类、TMP中水分含量、加料方式、HDI与TMP配比、反应温度、反应时间、催化剂种类及用量对加成产物性能的影响。结果表明：（1）溶剂法合成加成物中，乙酸丁酯是加成物的良溶剂；（2）TMP中高水含量会使加成产物NCO含量远低于理论值，并使产物粘度增高，因此需对TMP进行脱水处理；（3）溶剂法中，TMP一次加料较分批加料合成的产物粘度低；（4）二月桂酸二丁基锡对加成反应具有高的催化活性；（5）通过GPC分析,与非溶剂法相比，溶剂法合成HDI-TMP加成物的分子量大

4、且分子量分布较宽，表现在溶剂法合成加成物过程中存在大量的高聚物，致使加成物粘度大，而非溶剂法恰恰相反；（6）溶剂法合成低粘度加成物的最佳工艺条件为：HDI与TMP的摩尔比＞3.15、催化剂二月桂酸二丁基锡用量为TMP的0.05wt%、反应温度为80℃、反应时间为3h，此时HDI-TMP加成物含量占总加成物的13.22wt%。而非溶剂法合成低粘度加成物的最佳工艺条件为：HDI与TMP的摩尔比为9、催化剂二月桂酸二丁基锡用量为TMP的0.05wt%、反应温度为80℃、反应时间为3h，此时HDI-TMP加成物含量占总加成物

5、的52.66wt%，远高于溶剂法结果。I河南科技大学硕士学位论文借助红外光谱表征了HDI、TMP、HDI-TMP加成物的特征峰。对比了由HDI-TMP加成物、HDI分别与高活性聚醚、乙二醇扩链剂合成的聚氨酯弹性体性能，发现前者的拉伸强度高于后者而断裂伸长率则相反；前者的硬段玻璃化转变温度较后者有一定提高。关键词：聚氨酯涂料；异氰酸酯固化剂；六亚甲基二异氰酸酯；三羟甲基丙烷；HDI-TMP加成物论文类型：应用基础研究II摘要Subject:StudyonSyntheticTechnologyofWeatherabili

6、tyPUCoatingCuringAgentHDI-TMPAdductSpecialty:ChemistryTechnicsName:YanHong-yongSupervisor:ProfessorZhangYu-qingAssociateprofessorSongWen-shengABSTRACTPolyurethanes(PU)havebecomeoneofthefivebiggestpolymermaterialsintheworldatpresent.PUrangesoftelastomericpolymer

7、stohardelastoplasticsthatrivalmetals.PUcanbewidelyappliedinvariousfieldssuchasplastic,rubber,syntheticfiber,coating,adhesiveandsoon.PUcoatingispopularbecauseofitsmeritsofwell-decorated,highintensity,goodflexibility,perfectwear-resistance,etc.Accordingtothenumbe

8、rofcomponents,PUcoatingisclassifiedtwokinds:one-componentandtwo-component.Amongthetwo-componentPUcoating,curingagentsaremainlysuchsomeNCO-group-containingpolyisocyanuratecom