论文摘要
水性聚氨酯以水为基本介质，具有不易燃烧，环境污染少，节能等方面的优点，逐渐受到人们的重视，但传统的聚氨酯水分散体涂料干燥慢，耐热性，耐水性差，在应用上受到一定的限制。针对水性聚氨酯普遍耐热性低的问题，本实验以4-（4′-羟基苯基）-2，3-二氮杂萘-1-酮（DHPZ）、聚乙二醇（PEG）、二羟甲基丙酸（DMPA）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和丙烯酸羟乙酯（HEA）为原料，制备出具有杂萘联苯结构可光固化的水性聚氨酯耐热树脂及其涂料。通过对反应过程中产物的FTIR光谱的分析，谱图中在2270cm-1处的NCO特征峰的逐渐减少，3300cm-1处N-H的伸缩振动峰，1605～1591cm-1处杂萘环与苯环的特征峰，在812cm-1处双键特征峰的出现，表明了合成了具有杂萘联苯结构的聚氨酯丙烯酸酯。树脂经过高速分散机分散乳化后得到聚氨酯乳液。实验考察了异氰酸根与羟基的比值(nNCO／nOH)和亲水基团含量对乳液粒径的影响。结果表明，当nNCO／nOH值小于1.4，亲水基团含量为6％时，乳液的平均粒径在200nm左右，乳液稳定性较好。同时考察了中和度对乳液稳定性的影响，结果表明，当中和度为100％，即乳液呈中性时，乳液稳定性较好，贮存期达到三个月。通过对乳液添加助剂，制备了基于聚氨酯丙烯酸酯的涂料，经过紫外光照射对漆膜进行了固化。通过对漆膜的FTIR光谱的分析，发现在812cm-1处双键峰的消失，表明光引发剂引发双键进行了分子链之间的交联。实验考察了光固化时间、nNCO／nOH值、硬段含量对漆膜凝胶含量的影响。结果表明，经过30s的照射后，漆膜就能基本固化，凝胶含量最终达到81％。当nNCO／nOH值为1.2时，得到漆膜的凝胶含量为87％。漆膜的凝胶含量还随着聚合物链段中的硬段杂萘联苯结构的含量增加而减小。考察了热处理对漆膜吸水率和机械性能的影响。结果表明，对漆膜进行热处理可以大大提高漆膜的耐水性能，漆膜的最低吸水率低于1％。漆膜的机械性能也有提高，硬度为5H，附着力1级，冲击强度为50cm。同时对漆膜进行了热失重的分析，5％的热失重温度均在200℃以上，最高为219℃。