水性聚氨酯-SiO2復(fù)合物的制備以及性能研究.pdf

1、水性聚氨酯與納米粒子的復(fù)合物除了能提高水性聚氨酯的耐水耐溶劑性和機(jī)械性能以外，還賦予了聚氨酯材料紫外屏蔽、吸波、導(dǎo)電、隔熱、耐磨等功能。目前水性聚氨酯引入納米SiO2方法主要有原位生成法、溶膠-凝膠法和直接混合法。但原位生成法使用有較大的局限性,僅適合于含有金屬、硫化物或氫氧化物膠體粒子的溶液中,使單體分子進(jìn)行原位聚合制備納米涂料。溶膠-凝膠法采用的母體大多是硅酸烷基醋,價格昂貴,有毒,在反應(yīng)過程中容易受PH值，溶劑，催化劑以及溫度的影

2、響;而且在干燥過程中,由于溶劑及小分子的揮發(fā),使材料內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力,導(dǎo)致材料脆裂,因此很難獲得大面積或較厚的納米復(fù)合涂層。直接混合法雖然工藝簡單,直觀而又經(jīng)濟(jì);但是由于納米粒子極其細(xì)小,表面積大,納米粒子極易聚集成團(tuán),而PU彈性體是極性聚合物,與納米粉體的親和力差，導(dǎo)致分散性不好，復(fù)合物中納米粒子的含量較低，所以對水性聚氨酯性能的提高有限。
　　 本文采用三種方法將納米SiO2引入到聚氨酯中，分別是二元醇分散法、高分子分散劑法

3、和表面改性接枝法。
　　 （1）二元醇分散法是將納米SiO2預(yù)先分散聚氨酯原料大分子二元醇中和納米SiO2分散在預(yù)聚體中，分別用兩種方法制備SiO2含量相同的水性聚氨酯/納米SiO2的復(fù)合乳液，并對兩種乳液進(jìn)行了性能測試。同時對兩種方法制得復(fù)合膜的力學(xué)性能，熱穩(wěn)定性，紫外吸收以及納米粒子在復(fù)合膜中的分散性進(jìn)行比較。
　　 （2）通過采用加入納米二氧化硅的丙酮溶液到聚氨酯預(yù)聚體中、乳化時加入高分子電解質(zhì)分散劑聚丙烯酸鈉鹽的

4、方法，以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚四氫呋喃醚二醇、2,2-二羥甲基丙酸、1,4-丁二醇等為主要原料，經(jīng)自乳化法，制備出SiO2含量不同的IPDI型水性聚氨酯/二氧化硅的復(fù)合物（PU/SiO2）。Fourier變換紅外光譜測試分析證實了PU/SiO2的結(jié)構(gòu)。同時對復(fù)合膜的力學(xué)性能，熱穩(wěn)定性，紫外吸收以及納米粒子在復(fù)合膜中的分散性進(jìn)行分析。
　　 （3）采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）對納米二氧化硅進(jìn)行表面改性，使納