多重交聯(lián)改性無(wú)溶劑聚氨酯-丙烯酸酯水性木器漆的制備及應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、目前，木器涂料市場(chǎng)上仍有大量的溶劑型木器漆存在，但是隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，水性木器漆由于其無(wú)毒、不燃、低污染等方面的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注和青睞。水性木器漆用樹脂有水性丙烯酸酯(PA)乳液、水性聚氨酯(WPU)乳液、水性聚氨酯/丙烯酸酯(WPUA)復(fù)合乳液、水性環(huán)氧樹脂等。近年來(lái)，研究者們利用PA和PU性能上的良好互補(bǔ)性，用化學(xué)共聚法合成了WPUA復(fù)合乳液，并且通過交聯(lián)改性的方法提高乳液的綜合性能。但作為高

2、檔水性木器漆用樹脂，其涂膜的硬度、耐水性、耐溶劑性等性能仍嫌不夠。因此，本文旨在用多重交聯(lián)改性的方法進(jìn)一步調(diào)整聚合物的分子結(jié)構(gòu)，提高WPUA乳液及涂膜的綜合性能;同時(shí)，在制備PU預(yù)聚體時(shí)以丙烯酸酯類單體為溶劑，摒棄了有機(jī)溶劑，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境零污染。
　　 本文以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，聚已內(nèi)酯二元醇(PCL)、二羥甲基丁酸(DMBA)、三羥甲基丙烷(TMP)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、三乙胺(TEA)、甲基丙烯酸甲酯(M

3、MA)、丙烯酸單體(BA)等為主要原料，通過環(huán)氧樹脂(E-44)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)多重交聯(lián)改性，制備得到綜合性能優(yōu)異的WPUA復(fù)合乳液;探討了工藝因素、主要原料、功能性單體及交聯(lián)劑對(duì)WPUA乳液及涂膜性能的影響;并通過紅外光譜、動(dòng)態(tài)激光散射儀、透射電鏡、熱失重分析儀、原子力顯微鏡等對(duì)聚合物進(jìn)行了表征;同時(shí)，通過涂膜硬度、附著力、耐沖擊性、耐水耐醇性等性能測(cè)試，研究作為水性木器漆用樹脂的

4、一些應(yīng)用性能，并選擇最佳配方。結(jié)果表明:
　　 (1)工藝因素的影響:研究了預(yù)聚溫度、預(yù)聚時(shí)間和分散轉(zhuǎn)速對(duì)WPUA乳液及涂膜性能的影響，當(dāng)預(yù)聚溫度為80℃，預(yù)聚時(shí)間為2～3h，分散轉(zhuǎn)速為3000r.min-1時(shí)，乳液外觀透明，穩(wěn)定性好，涂膜性能較好。
　　 (2)主要原料的影響:研究了-NCO/-OH摩爾比、DMBA用量、MMA/BA質(zhì)量比、PU含量和中和度對(duì)WPUA乳液及涂膜性能的影響，當(dāng)n(-NCO)/n(-OH)=

5、1.2,w(DMBA)=3.1％,m(MMA)/m(BA)=4∶1，w(PU)=55％，中和度為0.9～1時(shí)，WPUA乳液外觀透明，涂膜力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、耐水耐醇性、硬度等性能優(yōu)異。
　　 (3)功能性單體及交聯(lián)劑的影響:研究了GMA用量、E-44用量、KH550用量和交聯(lián)劑氮丙啶用量對(duì)WPUA乳液及涂膜性能的影響，最后確定了當(dāng)w(GMA)=10.2％，w(E-44)=7.6％，w(KH550)=1.05％，w(AZ)=2％～