高固体分聚氨酯涂料的合成与性能研究

论文摘要

聚氨酯涂料既具有类似酰胺基的特性,如强度、耐磨性、耐油性,又具有聚酯的耐热性与耐溶剂性,以及聚醚的耐水性和柔顺性等,这些优异的特性使其得到广泛的应用。高固体分聚氨酯涂料不仅具有这些特性,而且具有其它优点,如固体含量高,对环境污染小,施工效率高、优异的装饰性和保护性等,所以越来越受到人们的欢迎。本文以MDI和不同聚醚为原料,采用预聚体法合成固化剂,即聚氨酯涂料的A组分,详细探讨了不同反应温度、反应时间、n（-NCO）:n（-OH）比值、水分、活性稀释剂、阻聚剂等因素对预聚体的影响,通过对预聚体的异氰酸酯值、黏度的测定,以及用傅立叶红外光谱（FTIR）对预聚体的结构进行表征等手段,确定了最佳的合成条件:温度为（80±2℃）,反应时间为2.5h,并在预聚体中加入0.2%的磷酸,合成的预聚体黏度低,储存稳定性好。将合成的预聚体（A组分）与由高活性聚醚、扩链剂、催化剂、分散剂等组成的B组分混合,在高速搅拌下迅速混合,制备高固体分聚氨酯涂料,然后在经过表面处理的底材进行涂刷;最后对涂料的固体分,涂膜的附着力、硬度、吸水率、耐盐水性以及交流阻抗的测试研究,以此来判断涂膜的机械物理性能、抗渗透、耐腐蚀性能以及电化学保护性能。结果表明该高固体分聚氨酯涂料固体分在80%以上,涂膜硬度为1H,厚度在30μm左右时附着力良好,随着涂膜厚度的增加附着力减小,盐水浸泡试验和交流阻抗试验说明涂膜具有良好的抗渗透性能、耐腐蚀性能以及电化学保护性能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 高固体分聚氨酯涂料
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 国内外高固体分涂料的发展
• 1.1.3 聚氨酯高固体分涂料涂特点
• 1.2 异氰酸酯的基本化学反应和种类
• 1.2.1 异氰酸酯低聚物
• 1.2.2 异氰酸酯的基本化学反应
• 1.2.3 异氰酸酯的反应活性
• 1.3 聚氨酯涂料的聚合物多元醇
• 1.3.1 聚醚多元醇
• 1.3.2 聚酯多元醇
• 1.3.3 聚碳酸酯多元醇综述
• 1.3.4 环氧树脂
• 1.3.5 聚烯烃多元醇及其它聚合物多元醇
• 1.4 扩链剂综述
• 1.5 活性稀释剂综述
• 1.6 研究目的及研究内容
• 2 试验部分
• 2.1 主要试验仪器和药品
• 2.1.1 试验主要仪器
• 2.1.2 试验主要原料与试剂
• 2.2 聚醚型异氰酸酯预聚体的合成与表征
• 2.2.1 预聚体的合成原理
• 2.2.2 异氰酸酯的选择
• 2.2.3 多元醇的选择及处理
• 2.2.4 预聚体的合成方法
• 2.2.5 预聚体中—NCO 含量的测定
• 2.2.6 预聚体黏度的测定
• 2.2.7 红外光谱表征预聚体结构
• 2.3 高固体分聚氨酯涂料的配制
• 2.3.1 异氰酸酯当量和羟基当量的计算
• 2.3.2 成膜固化机理
• 2.3.3 A,B 组分的制备
• 2.3.4 清漆的基本配方
• 2.4 涂料及涂膜性能测试
• 2.4.1 涂料固体分含量的测定方法（GB1725-79）
• 2.4.2 涂层硬度测试
• 2.4.3 涂层附着力测试
• 2.4.4 涂层吸水率实验（GB1729-79）
• 2.4.5 涂层耐盐水浸泡实验（GB1729-79）
• 2.4.6 交流阻抗技术研究涂膜下腐蚀
• 3 结果与讨论
• 3.1 影响预聚体组分合成的因素
• 3.1.1 预聚体反应温度的确定
• 3.1.2 预聚反应时间的确定
• 3.1.3 水分的影响
• 3.1.4 当量比R 对预聚体黏度的影响
• 3.1.5 异氰酸酯与聚醚组分固化反应的探讨
• 3.1.6 预聚体储存稳定性的影响因素
• 3.2 影响涂膜的因素
• 3.2.1 异氰酸酯指数NCO/OH
• 3.2.2 催化剂的品种和用量
• 3.2.3 涂膜的固化条件
• 3.2.4 颜填料的影响
• 3.3 涂层及涂料性质的测定结果
• 3.3.1 涂料的固体分含量
• 3.3.2 涂层的固化速度
• 3.3.3 涂层的硬度
• 3.3.4 涂层附着力测试
• 3.3.5 涂层吸水率
• 3.3.6 耐盐水浸泡性能
• 3.3.7 交流阻抗试验
• 4 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 不足和建议
• 4.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录