水性聚氨酯肟类封闭剂的合成与应用

论文摘要

肟类封闭剂,是近年来用于含羟基树脂中最多的一种交联剂,主要用于封闭异氰酸酯制备水性聚氨酯,广泛的应用于木材工业,软包装工业,汽车工业,制鞋工业,塑料工业和建筑工业中。如MEKO,丙酮肟,苯乙酮肟,2,6-二甲基-4-庚酮肟分别封闭的IPDI等,都可以作为涂料的组分。MEKO封闭的水可分散性聚异氰酸酯可用于玻璃纤维中。还有一些水性聚氨酯进行改性后可以做染料,电池,医学材料等。本文合成了两系列肟类化合物:它们分别是乙醛肟,丙酮肟,丁酮肟,戊酮肟,环戊酮肟,环己酮肟与丙酮酸肟、乙醛酸肟、2-氧代环戊乙酸肟,重点研究了影响丙酮酸肟合成的因素,得到了丙酮酸肟的合成最佳条件。然后将两系列肟类化合物与HDI进行了封闭实验,讨论了各种肟类化合物封闭反应的条件。同时对两系列肟类封闭HDI的化合物进行了辛醇实验,从结果可知前六个化合物不含有乳化基团,不具有亲水的性质,难以形成乳液,不能单独作为封端剂使用制成水性的聚氨酯;后三个化合物含有乳化基团,封端后的形成聚氨酯乳液,但解封温度较高,也不能单独作为封端剂使用。这两系列肟类封闭HDI的化合物进行乳化实验,从结果可知前六个化合物水性聚氨酯乳液稳定性差;后三个化合物水性聚氨酯乳液稳定性好。由于这两系列肟类化合物各有不足,对他们进行复配。重点研究了丙酮酸肟与丙酮肟及丁酮肟的复配后的异氰酸酯封闭实验和乳化实验。当丙酮肟:丙酮酸肟为95:5的配比时能制成稳定的水性封闭的聚氨酯乳液,辛醇实验测定其解封温度与丙酮肟相近,有望成为解封温度低的水性聚氨酯固化剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 水性聚氨酯胶粘剂的合成方法及应用现状
• 1.2 封闭异氰酸酯法
• 1.2.1 封闭异氰酸酯
• 1.2.2 封闭异氰酸酯法的应用
• 1.3 常见的异氰酸酯封闭剂
• 1.3.1 酚类化合物
• 1.3.2 醇类、硫醇类及其它含有羟基的封闭剂
• 1.3.3 β-二羰基化合物
• 1.3.4 肟类
• 1.3.5 吡唑类和三唑类
• 1.3.6 酰胺、环酰胺及酰亚胺类
• 1.3.7 亚硫酸氢盐
• 1.3.8 胺类
• 1.3.9 异氰酸酯自身封端—二聚体
• 1.3.10 其他类型的封闭剂
• 1.4 影响因素
• 1.4.1 异氰酸酯结构的影响
• 1.4.2 反应介质的影响
• 1.4.3 催化剂的影响
• 1.4.4 封闭剂种类的影响
• 1.5 本论文的研究目的及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验仪器和试剂
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 主要实验试剂
• 2.2 肟的合成反应与步骤
• 2.2.1 试剂处理
• 2.2.2 乙醛肟的合成
• 2.2.3 丙酮肟的合成
• 2.2.4 丁酮肟的合成
• 2.2.5 戊酮肟的合成
• 2.2.6 环戊酮肟的合成
• 2.2.7 环己酮肟的合成
• 2.2.8 2-（羟基亚胺）丙酸（俗称丙酮酸肟）的合成
• 2.2.9 2-（羟基亚胺）乙酸（俗称乙醛酸肟）的合成
• 2.2.10 2-（羟基亚胺）环戊羧酸（俗称 2-氧代环戊乙酸肟）的合成
• 2.3 肟类化合物对HDI 的封闭实验
• 2.3.1 乙醛肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.2 丙酮肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.3 丁酮肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.4 戊酮肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.5 环戊酮肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.6 环己酮肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.7 丙酮酸肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.8 乙醛酸肟对HDI 的封闭实验
• 2.3.9 2-氧代环戊乙酸肟对HDI 的封闭实验
• 2.4 肟类封闭HDI 化合物的解封实验-辛醇实验
• 2.5 乳化实验
• 2.6 复配实验
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 肟的合成反应条件的影响
• 3.1.1 原料配比的影响
• 3.1.2 碱的选择
• 3.1.3 溶剂的选择
• 3.1.4 反应时间对肟化反应的影响
• 3.1.5 反应温度对肟化反应的影响
• 3.2 HDI 封端反应的条件结果分析
• 3.2.1 封端剂的封端温度
• 3.2.2 封端剂的封端时间
• 3.3 肟类封闭化合物的解封闭实验-辛醇实验结果与分析
• 3.3.1 解封闭温度的确定
• 3.3.2 解封闭时间的确定
• 3.3.3 解封闭的HDI的量的确定
• 3.4 乳化实验结果分析
• 3.4.1 肟类封闭水性聚氨酯乳化液的稳定性
• 3.4.2 碱的选择
• 3.5 复配实验结果分析
• 第4章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录B 谱图