UV固化水性含氟聚氨酯的合成及其性能研究.pdf

1、水性聚氨酯以水為介質(zhì)，是一類綠色環(huán)保型涂料，因其優(yōu)異的耐化學(xué)性、耐磨性、熱穩(wěn)定性等性能，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，但因親水基團的引入，聚氨酯的涂膜性能有所下降。紫外光固化具有固化速率快、固化溫度低、環(huán)境友好、節(jié)約能源、應(yīng)用性廣泛、效率高、費用低、設(shè)備體積小巧等優(yōu)點。氟碳材料具有超疏水性、低極化率、良好的耐熱性和阻燃性等特殊性能，具有廣闊前景。研究人員可以通過引入光固化基團以及氟元素，開發(fā)一種可UV固化的水性含氟聚氨酯涂料，具有重要的研究意義。

2、
　　本論文合成了兩種UV固化水性體系的含氟聚氨酯樹脂，包括:(1) GMA改性含氟水性聚氨酯的合成:以甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)、聚醚二醇、2，2-雙羥甲基丙酸(DMPA)、十三氟辛醇、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為原料制得;(2)有機氟改性UV固化水性聚氨酯的合成:三羥甲基丙烷(TMP)、馬來酸酐(MA)、甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)、聚醚二醇、1，4-丁二醇、十三氟辛醇為原料制得。(3)對上述UV固化水性含氟

3、聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進行表征，探討了催化劑、反應(yīng)溫度、原料用量、反應(yīng)時間中和度等合成工藝條件對聚合物乳液性能的影響;研究了氟含量對涂膜的熱性能、力學(xué)性能等進行了測試。主要研究內(nèi)容如下:
　　以甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)、聚醚二醇、2，2-雙羥甲基丙酸(DMPA)、十三氟辛醇、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為原料合成了一種GMA改性水性含氟聚氨酯樹脂。利用FTIR、PCS、DSC、TG、DTG等分析測試手段對樹脂的結(jié)構(gòu)、乳液粒徑

4、、熱性能、疏水性能等進行表征及分析。PCS分析結(jié)果表明乳液的粒徑隨著氟含量的增加而增大;DSC和TG表明含氟鏈段可以提高涂膜的熱穩(wěn)定性;其他的性能測試結(jié)果表明隨著氟質(zhì)量分數(shù)的增加，涂膜疏水性、耐酸堿性及硬度都得到了明顯的提高，而附著力和耐沖擊強度卻有輕微下降。隨著GMA用量增加，乳液粘度增大，涂膜硬度增大，耐沖擊性稍微下降;隨著中和度增加，乳液外觀由白色乳液到微透明帶藍光，不穩(wěn)定到穩(wěn)定轉(zhuǎn)變。
　　以三羥甲基丙烷(TMP)、馬來酸酐

5、(MA)為原料，通過酯化反應(yīng)合成一種不飽和的親水性二醇(T.M)，然后再將其與甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)、聚醚二醇、1，4-丁二醇、十三氟辛醇等原料反應(yīng)，合成一種有機氟改性UV固化水性聚氨酯。利用FT-IR對不飽和的親水性二醇結(jié)構(gòu)進行表征，采用FT-IR、PCS、DSC、TG/DTG等分析測試手段對所合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)、乳液粒徑、熱性能、疏水性能等進行表征及分析。PCS分析結(jié)果表明乳液的粒徑隨著氟含量的增加而增大，乳液的粒徑隨著