五邑大學(xué) 本科畢業(yè)論文

五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)摘要本文主要針對目前市場上仍沒有綜合性能特別完善的聚氨酯水性涂料，單純的水性聚氨酯在性能上還不能知足人們的需求，利用環(huán)氧樹脂出色的粘接能力、高模量、高強(qiáng)度、優(yōu)良的附著力、低收縮率和耐水、耐化學(xué)性好等優(yōu)點(diǎn)以及丙烯酸樹脂較好的耐水性、保色性、物理機(jī)械性能和耐候性能且成本低廉的特點(diǎn)，通過接枝共聚方式將這兩種樹脂引入水性聚氨酯鏈段中，對水性聚氨酯進(jìn)行改性。文中通過以甲苯二異氰酸酯〔TDI〕、聚醚多元醇〔PPG220〕、二羥甲基丙酸(DMPA)、三羥甲基丙烷(TMP)、乙二胺(EDA)、環(huán)氧樹脂〔E-44〕、2-乙烯氧甲基-2-羥甲基丁醇(TMPME)和丙烯酸(MMA、BA、AA)混合單體等為主要原料，通過自乳化法合成了以環(huán)氧樹脂(E-44)改性的水性聚氨酯乳液，在環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯的基礎(chǔ)上，利用丙烯酸酯進(jìn)一步改性。最終得到性能優(yōu)良的改性聚氨酯乳液。研究了多個(gè)化學(xué)組分對乳液粘度、穩(wěn)定性的影響以及對膜機(jī)械性能、耐介質(zhì)性能的影響。關(guān)鍵詞：水性聚氨酯；改性；丙烯酸酯；環(huán)氧樹脂I五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)AbstractThispapermainlydealswiththecurrentmarketisstillnothaveverysoundwaterbornepolyurethanecoatings,simplewaterbornepolyurethaneinperformancestillcannotmeetthedemandofthepeople.Theepoxyresinwhichhasoutstandingabilityofhighmodulus,highstrength,excellentadhesion,water-resistantandlowshrinkage,goodchemicalresistanceandacrylicresinhasgoodwaterresistance,color,physicalandmechanicalproperties,weather-resistantandlowcostcharacteristics.Inordertomodifytheaqueouspolyurethane,introducethetworesinstothesegmentofWPUthroughthewayofgrafting.Eventuallysuperiorperformanceofwaterbornepolyurethanehadbeengot.ThistextweusedTDI,PPG220,DMPA,TMP,EDA,E-44,TMPME,andMMA,BA,AAmixedmonomerasthemainrawmaterial,asystemofepoxyresin(E-44)Modificationofwaterbornepolyurethaneemulsionweresynthesized,andusedacrylatetomodifiedfurtherthroughself-emulsifyingonthebasisofthewaterbornepolyurethanemodifiedbyepoxy.Finallyexcellentpropertiesofmodifiedpolyurethaneemulsionhadbeengot.Examinedtheinfluenceofanumberofchemicalcompositionontheviscosityandthestabilityofemulsion.Themechanicalpropertiesandchemicalresistanceofthefilmwasinvestigatedaswell.KeywordsWaterbornepolyurethaneModificationAcrylateEpoxyresinII五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)目錄摘要····················································································································································IAbstract·············································································································································II第一章緒論(1)1.1概述(1)1.2國內(nèi)外大概情況(1)1.3水性聚氨酯的分類(2)1.4水性聚氨酯的制備方法(2)1.4.1外乳化法(2)1.4.2自乳化法(2)1.4.2.1丙酮法(3)1.4.2.2預(yù)聚體分散法(3)1.4.2.3熔體分散縮合法(3)1.4.2.4酮亞胺—酮連氮法(3)1.4.2.5封端-NCO基團(tuán)法(4)1.5水性聚氨酯的改性(4)1.5.1物理共混(4)1.5.2化學(xué)接枝共聚(4)1.5.2.1環(huán)氧樹脂改性(5)1.5.2.2丙烯酸酯〔PA〕改性(5)1.5.2.3聚硅氧烷改性(6)1.5.2.4蓖麻油改性(6)1.5.2.5其他改性方法(7)1.6制備環(huán)氧樹脂—丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的物料(7)1.6.1多異氰酸酯(7)1.6.2多元醇(7)1.6.3催化劑(7)1.6.4親水性擴(kuò)鏈劑(7)1.6.5交聯(lián)劑(8)1.6.6成鹽劑(8)1.6.7擴(kuò)鏈劑(8)1.6.8溶劑(8)1.6.9水(8)1.6.10改性劑(9)III五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1.6.10.1環(huán)氧樹脂(9)1.6.10.2乙烯基單體(9)1.6.11引發(fā)劑(9)1.7水性聚氨酯涂料的應(yīng)用(9)1.8本課題的研究意義(10)第二章實(shí)驗(yàn)部分(11)2.1實(shí)驗(yàn)原料(11)2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及其他材料(12)2.3實(shí)驗(yàn)裝置圖(14)2.4環(huán)氧樹脂—丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制備(14)2.5反響原理(14)2.5.1水性聚氨酯的合成原理(14)2.5.2環(huán)氧樹脂改性原理(16)2.5.3丙烯酸酯改性原理(16)2.5.3.1鏈引發(fā)(16)2.5.3.2鏈增長(16)2.5.3.3鏈終止(16)2.5.3.4鏈轉(zhuǎn)移(17)2.6分析測試(17)2.6.1異氰酸根基團(tuán)的測定(17)2.6.1.12mol/L二正丁胺溶液的配制(17)2.6.1.20.5mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制(17)2.6.1.3測定步驟(17)2.6.1.4測定原理(17)2.6.1.5計(jì)算公式(17)2.6.2酸值的測定(18)2.6.2.1測定試劑的配制(18)2.6.2.2測定步驟(18)2.6.2.3計(jì)算公式(18)2.6.3丙烯酸酯類單體轉(zhuǎn)化率的測定(18)2.6.3.1測定步驟(18)2.6.3.2計(jì)算公式(19)2.7產(chǎn)品性能測試(19)2.7.1粘度的測定(19)2.7.2固含量的測定(19)2.7.2.1測試方法(19)IV五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2.7.2.2計(jì)算公式(19)2.7.3乳液離心穩(wěn)定性測試(20)2.7.4涂膜的制備(20)2.7.5涂膜硬度的測定(20)2.7.6涂膜吸水率的測定(20)2.7.6.1測定步驟(20)2.7.6.2計(jì)算公式(20)第三章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論(21)3.1預(yù)聚反響溫度確實(shí)定(21)3.2中和度確實(shí)定及中和溫度確實(shí)定(21)3.3不同的-NCO/-OH摩爾比值對聚氨酯性能的影響(22)3.4乳化經(jīng)過中粘度變化討論(23)3.5DMPA的參加方式及其參加量對聚氨酯性能的影響(23)3.5.1DMPA的參加方式的討論(23)3.5.2DMPA的參加量對聚氨酯性能的影響(23)3.6TMP含量對聚氨酯性能的影響(24)3.7環(huán)氧樹脂參加量對聚氨酯性能的影響(25)3.8TMPME含量對聚氨酯性能的影響(26)3.9丙烯酸酯類單體含量對聚氨酯性能的影響(26)結(jié)論(28)致謝(29)參考文獻(xiàn)(30)附錄1美國專利翻譯(31)附錄2美國專利(33)V五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第一章緒論1.1概述聚氨基甲酸酯(Polyurethane)簡稱聚氨酯(PU)，是分子鏈中含有氨酯基(-NHCOO-)的多功能高分子合成材料。聚氨酯是一種含軟段和硬段的嵌段共聚物，由于兩種鏈段的熱力學(xué)不相容性，構(gòu)成了聚氨酯獨(dú)特的微相分離構(gòu)造，這種化學(xué)構(gòu)造決定了它具有耐低溫、耐磨、耐脆化、拉伸強(qiáng)度高、韌性、彈性好等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。水性聚氨酯〔WPU〕涂料具有良好的物理機(jī)械性能和優(yōu)良的耐寒性。但是，由于單一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，涂膜的耐水性差，光澤性較差，且成本較高等缺陷，因此利用環(huán)氧樹脂出色的粘接能力、高模量、高強(qiáng)度、優(yōu)良的附著力、低收縮率和耐水、耐化學(xué)性好等優(yōu)點(diǎn)以及丙烯酸樹脂較好的耐水性、保色性、物理機(jī)械性能和耐候性能且成本低廉的特點(diǎn)，通過接枝共聚方式將這兩種樹脂引入水性聚氨酯鏈段中，制備環(huán)氧樹脂—丙烯酸樹脂改性水性聚氨酯的復(fù)合乳液，使乳液兼有環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂和聚氨酯的優(yōu)良特性，且乳液成本較低，具有較好的應(yīng)用前景。1.2國內(nèi)外大概情況1937年，德國化學(xué)科學(xué)家OttoBayer發(fā)現(xiàn)了異氰酸酯與活潑氫化合物的聚合反響，進(jìn)而建立了聚氨酯化學(xué)的基礎(chǔ)[3]。1943年，原西德的P.Schlack就在乳化劑和保護(hù)體的存在下，將二異氰酸酯在劇烈攪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世紀(jì)50年代有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Dupont公司的研究人員將端異氰酸酯基團(tuán)圓氨酯預(yù)聚體的甲苯溶液分散于水，用二元胺擴(kuò)鏈，合成了聚氨酯乳液。1967年，水性聚氨酯初次出現(xiàn)于美國市場，70～80年代，美、德、日等國的一些水性聚氨酯產(chǎn)品已從試制階段發(fā)展為生產(chǎn)和應(yīng)用，有多種牌號的水性聚氨酯產(chǎn)品供給。早期的聚氨酯乳液采用外加乳化劑、強(qiáng)迫乳化而成，但因存在乳化劑用量大、反響時(shí)間長以及乳化液顆粒較粗而導(dǎo)致的儲存穩(wěn)定性差、涂層物理機(jī)械性能不好等缺點(diǎn)。60年代初期，Dieterich等開發(fā)了自乳化法，該法制得的乳液顆粒較細(xì)且分布均勻，具有較好的儲存穩(wěn)定性，涂層的物理機(jī)械性能也較好，目前使用的水性PU多采用此法合成。我國水性聚氨酯的研制工作始于20世紀(jì)70年代，首先由沈陽皮革所于1976年開場研制，進(jìn)入80年代以后，PU乳液的研制愈加活躍，很多單位相繼開展了研制工作，如：江蘇省化工