功能性聚氨酯涂料的制備與性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越引起人們的注意，世界各國(guó)正在采取嚴(yán)厲的措施限制揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排放，綠色材料已經(jīng)成為材料研究與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的主流。正是適應(yīng)這一潮流，水性聚氨酯涂料才被廣泛的研究，并已經(jīng)在許多方面得到了應(yīng)用。盡管研究水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能的文章很多，但到目前為止，功能性的聚氨酯涂料方面的研究卻很少見(jiàn)報(bào)道。本論文研究工作涉及聚氨酯涂料的多個(gè)領(lǐng)域，都是建立在功能性的理論基礎(chǔ)上的，通過(guò)本體和溶液聚合引入新的

2、功能團(tuán)，使水性聚氨酯涂料具有特殊的性能并用于特殊的場(chǎng)合，本文的主要內(nèi)容包括以下三個(gè)方面： (1)水性聚氨酯分散藍(lán)-14色漆涂料(PU-DB14)的制備與表征 通過(guò)改性的丙酮法合成一種新型的水性聚氨酯分散藍(lán)-14涂料，并用FTIR、UV-Vis、TEM進(jìn)行研究。 a．在PU-DB14的F17IR中可以明顯看到分散藍(lán)-14的羰基吸收峰，說(shuō)明分散藍(lán)-14已經(jīng)被嵌入聚氨酯鏈段中。 b．在PU-DB14涂料的透射電

3、鏡圖中，出現(xiàn)了一種葉脈狀特殊的分子聚集狀態(tài)，這種狀態(tài)在有關(guān)聚氨酯的文獻(xiàn)中很少報(bào)道。這主要是PU-DB14鏈中含有的疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)在鏈段中的分布不均勻，從而破壞了水性聚氨酯分散藍(lán)色漆鏈在水中的雙電子層的結(jié)構(gòu)。最終使PU-DB14在水溶液中成葉脈狀。 c．在UV—Vis光譜中，PU-DB14高分子色漆與分散藍(lán)14小分子染料相比，可以明顯的看出PU-DB14高分子色漆在520nm和765nm處新增了兩個(gè)吸收峰。這說(shuō)明了采用逐步聚合

4、丙酮法合成的高分子色漆與合成前的染料單體吸收波長(zhǎng)發(fā)生了顯著的變化。由此可見(jiàn)，染料的吸收光波長(zhǎng)和由此而顯示的染料分子自身的顏色不僅與染料分子本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且與染料分子所處的化學(xué)環(huán)境有關(guān)。 d．從NCO與聚醚OH物質(zhì)量比對(duì)膠膜性能的影響看，隨著NCO與聚醚-OH摩爾比的增大，膜的拉伸強(qiáng)度增大，成膜變硬。斷裂伸長(zhǎng)率隨NCO與聚醚-OH摩爾比的增大而降低。 (2)抗菌性水性聚氨酯涂料的制備與表征 a．從紅外光譜分析圖上

5、可以看出，NCO基與OH全部反應(yīng)生成氨基甲酸酯基，N，N-二乙醇胺已經(jīng)接入到聚氨酯鏈段中，完成了對(duì)聚氨酯的封端和季銨化。 b．從抗菌效果的分析上看，完成了對(duì)聚氨酯的季銨化，并且有一定的抗菌效果，從大腸桿菌抗菌效果的影響可以看出隨著氨基含量的增加，抗菌效果是增加的，但當(dāng)氨基含量達(dá)到0.8％后，抗菌效果增加的趨勢(shì)變緩。從氨基含量對(duì)黑曲霉大腸桿菌抗菌效果的影響可以看出，隨著氨基含量的增加，抗菌效果也是不斷增強(qiáng)的。但綜合材料在實(shí)際的應(yīng)用

6、中，從其耐水性和反應(yīng)工藝難易方面考慮，材料在氨基含量達(dá)到1.0％時(shí)，其各方面的綜合性能最好，且這時(shí)的抗菌效果基本上能達(dá)到一般的抗菌效果。 c．從抗菌材料乳液粒子的透射電鏡圖可以看出粒子結(jié)構(gòu)近似球型，并且分散的比較好，沒(méi)有粒子間的粘結(jié)和聚集，從一定程度上也反映出粒子在乳液中能夠穩(wěn)定存在，不容易產(chǎn)生凝膠，而且由于分散的比較好，其成膜也非常好，材料的機(jī)械強(qiáng)度比較均勻。 (3)導(dǎo)電聚氨酯涂料的制備與性能研究 以自制的NC

7、O封端的聚氨酯和自制的聚苯胺共聚，采用互穿網(wǎng)絡(luò)的方法，合成了聚氨酯/聚苯胺抗靜電材料，應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、TEM對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，同時(shí)探討了聚苯胺含量的變化對(duì)材料體積電阻率、耐熱性能以及材料機(jī)械性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)： a．隨著聚苯胺含量的增加，材料的體積電阻率降低，當(dāng)PAni質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5％時(shí)，該材料的體積電阻率作為抗靜電材料使用，可以滿足要求。 b．紅外譜圖分析表明NCO與PAni中的NH反應(yīng)完全，確實(shí)