紫外光固化水性聚氨酯涂料的耐水和耐熱改性.pdf

1、紫外光固化水性涂料結(jié)合了紫外光固化技術(shù)和水性涂料兩者的優(yōu)點(diǎn)，不僅安全無污染，而且效能高、性能優(yōu)良,已成為涂料發(fā)展的主導(dǎo)方向。但與溶劑型涂料相比，耐水性欠佳。基于此，本論文通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、可再生蓖麻油（CO，含羥基和雙鍵）、1,4-丁二醇（BDO）及丙烯酸羥乙酯（HEA）為主要原料，制備了主鏈和端位均含不飽和雙鍵的耐水性較好的紫外光固化水性聚氨酯（UVWPU）涂料，初步探討了蓖麻油對(duì)乳液和涂膜性能的影響

2、。為進(jìn)一步提高蓖麻油基 UVWPU涂料的綜合性能，將其與硅烷偶聯(lián)劑改性的有機(jī)蒙脫土混合，制備有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料，考察了有機(jī)蒙脫土添加量對(duì)涂膜性能的影響，具體研究內(nèi)容如下：
　　1.從原料分子結(jié)構(gòu)和目標(biāo)聚合物分子設(shè)計(jì)出發(fā)，利用天然產(chǎn)物蓖麻油制備了一種可 UV固化的水性聚氨酯乳液，分別將 n(OH(CO))/n(NCO)=0.32、0.34、0.36、0.38時(shí)得到的乳液記作 D-32、D-34、D-36、D-38，固化后的涂膜記

3、作 C-32、C-34、C-36、C-38。研究表明：當(dāng) n(OH(CO))/n(NCO)≤0.38時(shí)，制得的乳液稀釋穩(wěn)定性和離心穩(wěn)定性均良好，UVWPU平均粒徑大小為納米級(jí)，其中 D-32、D-34、D-36的平均粒徑小于100 nm；涂膜固化后耐水性良好，在水中靜置72 h，C-32、C-34、C-36、C-38的吸水率分別為18％、14%、11%、8%；涂膜輕微變色，未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，將吸收的水分蒸發(fā)后涂膜回復(fù)透明狀；隨著蓖麻油用量

4、增加，涂膜的熱穩(wěn)定性逐步提高，C-38的熱失重溫度 T5%和 T10%分別為280℃和299℃，拉伸強(qiáng)度、凝膠率逐步增大，斷裂伸長率先增大后減小；與聚醚型 UVWPU相比，凝膠率偏低。
　　2.利用γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）對(duì)鈉基蒙脫土（Na+-MMT）進(jìn)行表面改性，得到有機(jī)蒙脫土 KH570-MMT，采用紅外光譜、XRD、熱重分析等儀器分析方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，將 KH570-MMT與 UVWPU乳液混合

5、制備 KH570-MMT/UVWPU納米復(fù)合涂料。結(jié)果表明：硅烷偶聯(lián)劑 KH570成功接枝到蒙脫土片層表面，有機(jī)化率約為4.87%；有機(jī)蒙脫土在涂膜中的分散性較好；與純 UVWPU相比，復(fù)合材料涂膜固化后的熱穩(wěn)定性、耐水性、凝膠率都得到提高，斷裂伸長率先增大后減小，楊氏模量增大。
　　3.通過溶膠凝膠法（PH為3-5）將 KH570接枝到 Na+-MMT表面，再添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550），KH550被體系中的鹽酸質(zhì)子

6、化并通過陽離子交換作用進(jìn)入到蒙脫土層間，獲得有機(jī)蒙脫土（O-MMT）懸浮液。采用洗滌干燥的方法得到 O-MMT粉末，用紅外光譜、XRD、熱重分析等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。將 O-MMT添加到 UVWPU乳液中，制備 O-MMT/UVWPU納米復(fù)合涂料。結(jié)果表明：得到的 O-MMT有機(jī)化率約為11.58%，在涂膜中的分散性較好，有機(jī)-無機(jī)相之間沒有明顯界限；與純 UVWPU相比，復(fù)合材料涂膜固化后的凝膠率、熱穩(wěn)定性得到提高，斷裂伸長率先增大后減