三聚氰胺及其衍生物改性聚氨酯的制備與研究.pdf

1、隨著國(guó)家開(kāi)始限制VOC排放，水性聚氨酯迎來(lái)了飛速發(fā)展的機(jī)遇。水性聚氨酯具有無(wú)污染、機(jī)械性能優(yōu)良、安全可靠、易于改性和生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。但是傳統(tǒng)水性聚氨酯材料耐水性和耐熱性差、機(jī)械強(qiáng)度有待提升，限制了水性聚氨酯的部分應(yīng)用和推廣，因此聚氨酯材料的改性得到的廣泛地研究。常見(jiàn)改性聚氨酯的方法有物理共混法、接枝、納米材料改性，交聯(lián)改性等。三聚氰胺俗稱密胺，是三聚氰胺是氨基氰的三聚體，具有共軛的三嗪環(huán)，室溫下穩(wěn)定，具有優(yōu)良的耐熱性，由它制成的樹(shù)脂

2、加熱分解時(shí)會(huì)釋放出大量氮?dú)?，因此可用作阻燃劑。三聚氰胺具有?dú)特三嗪環(huán)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和三個(gè)等位的伯氨基，具有相當(dāng)?shù)幕钚裕軌蚺c異氰酸酯反應(yīng)，直接引入到聚氨酯鏈段中;三聚氰胺與甲醛反應(yīng)生成的羥甲基也能與異氰酸酯反應(yīng)，而甲醚化的三聚氰胺甲醛樹(shù)脂作為水性涂料交聯(lián)劑大量使用，能夠與陰離子水性聚氨酯交聯(lián)反應(yīng)，以達(dá)到交聯(lián)改性聚氨酯的目的，所以本文主要改性聚氨酯的內(nèi)容為以下三部分:
　　(1)三聚氰胺交聯(lián)改性水性聚氨酯的制備與表征
　　三聚氰胺作

3、為交聯(lián)劑，分別以直接擴(kuò)鏈交聯(lián)和乳液后擴(kuò)交聯(lián)的兩種形式進(jìn)行改性WPU，并與同一交聯(lián)度下TMP交聯(lián)WPU對(duì)比。研究結(jié)果表明，三聚氰胺后擴(kuò)交聯(lián)改性WPU反應(yīng)不完全，有殘余的三聚氰胺未參與反應(yīng)。Melamine預(yù)交聯(lián)改性WPU膠膜拉伸強(qiáng)度從6.8MPa增加到13.5MPa，增加了97％;斷裂伸長(zhǎng)率由原來(lái)的1069％降低到643％，三種改性膠膜拉伸強(qiáng)度變化規(guī)律為melamine交聯(lián)改性WPU＞melamine后擴(kuò)交聯(lián)改性WPU＞TMP交聯(lián)改性WP

4、U。三聚氰胺改性WPU熱分解溫度比聚氨酯提高了69℃，三種改性PU膠膜的耐熱性:三聚氰胺交聯(lián)改性WPU＞melamine后擴(kuò)交聯(lián)改性WPU＞TMP交聯(lián)改性WPU。Melamine交聯(lián)改性WPU膠膜的耐水、耐酸堿均得到了提高，其膠膜的耐水、耐酸堿交聯(lián)改性WPU＞melamine后擴(kuò)交聯(lián)改性WPU＞TMP交聯(lián)改性WPU。
　　(2)三羥甲基三聚氰胺交聯(lián)改性水性聚氨酯的制備與表征
　　三聚氰胺與甲醛反應(yīng)制備三羥甲基三聚氰胺，經(jīng)提純

5、后作為水性聚氨酯交聯(lián)劑，制備了一系列改性水性聚氨酯。研究表明三羥甲基三聚氰胺中的羥甲基與異氰酸酯反應(yīng)，蜜胺樹(shù)脂交聯(lián)改性WPU拉伸強(qiáng)度提高了膠膜的硬度，再添加范圍類膠膜的拉伸強(qiáng)度由7MPa增加到當(dāng)交聯(lián)度為25％的13.5MPa，增大了98.25％，斷裂伸長(zhǎng)率由1050％降低到400％，降低了61.9％。隨著蜜胺樹(shù)脂加入量的增加，膠膜的耐熱性增加，熱分解溫度增大了60℃，軟段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度基本沒(méi)有變化，硬段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高了7℃。隨著交聯(lián)

6、度增加，膠膜在水、酸堿中的吸液率先降低后升高，當(dāng)交聯(lián)度為20％時(shí)達(dá)到最低，交聯(lián)過(guò)后膠膜的耐水、耐酸和耐堿性得到了改善。
　　HMMM改性水性聚氨酯的制備與研究
　　(3)HMMM通過(guò)共混改性非離子水性聚氨酯(NPU)和交聯(lián)改性陰離子水性聚氨酯(APU)對(duì)比兩種改性方法，并對(duì)兩種改性方法進(jìn)行對(duì)比。全反射紅外表明HMMM與APU發(fā)生反應(yīng)，將三嗪環(huán)引入到聚氨酯鏈段，紅外光譜進(jìn)行分峰結(jié)果表明，改性APU隨HMMM含量變化引起的的增加

7、氫鍵相互作用減弱;隨著HMMM含量增加，聚氨酯乳液平均粒徑變大。改性NPU隨著HMMM含量增加，氫鍵化作用力逐漸增強(qiáng)，乳液粒徑無(wú)變化。隨著HMMM含量增加，改性APU耐熱性增加，當(dāng)HMMM含量為10％時(shí)，最大分解速率溫度增加了38℃，耐水性、耐酸堿性都得到了很大的改善;改性NPU耐熱性提高了18℃，低于交聯(lián)改性陰離子水性聚氨酯。HMMM的加入明顯提高了陰離子聚氨酯的拉伸強(qiáng)度和粘接性能，當(dāng)HMMM含量為8％時(shí)，其拉伸強(qiáng)度增加了124.6％