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新一代水性聚氨酯树脂的合成及电泳工艺研究

作　者: 梁自禄
导　师: 李再峰
学　校: 青岛科技大学
专　业: 分析化学
关键词: 水性聚氨酯:异氰酸酯改性电泳漆
分类号: TQ639
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文采用甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇为主要原料,制得多种自乳化型水性聚氨酯树脂。论文共分为4部分:(1)探索水性聚氨酯的合成工艺;(2)采用环氧树脂对水性聚氨酯进行改性,讨论其对乳液及成膜性能的影响;(3)采用聚丙烯酸树脂对水性聚氨酯进行改性,讨论聚丙烯酸的加入对乳液和成膜性能的影响;(4)对聚氨酯电泳涂装工艺进行探讨。第一部分系统的研究了亲水剂反应温度、初聚NCO/OH比例、封端剂及其引发剂类型和引发条件对乳液及成膜性能的影响。研究结果表明:亲水性扩链剂的用量越多,乳液的粒径越小,粘度越大,漆膜的耐水性越差;漆膜的硬度随分子链中硬链段质量增加而增加;中和剂的用量越多,粒径越小,粘度越大,外观越透明,漆膜的耐水性越差;封端型聚氨酯电泳漆的漆膜性能明显优于未封端的树脂。第二部分采用环氧改性水性聚氨酯。研究环氧树脂的含量对乳液及膜性能的影响。结果表明,与改性前的水性聚氨酯相比较,涂膜的耐水、耐溶剂性能以及电泳膜的硬度光泽度得到了提高。第三部分针对水性聚氨酯耐水、耐溶剂性差、硬度低等缺点,采用了丙烯酸改性聚氨酯的方法。与改性前相比,乳液和膜的性能得到改善。第四部分对电泳涂装温度、电压、时间、极间距和中和程度对阴极聚氨酯电泳漆涂装工艺的影响进行了探讨,优化了阳离子聚氨酯电泳漆的涂装工艺参数。当电压为40V,温度为30℃,电泳时间60s,中和程度100%,极板间距为150mm时,电泳漆膜较为理想。

全文目录

第一章文献综述  9-22
  1.1 引言  9-11
  1.2 制备水性聚氨酯树脂的主要原料  11-14
    1.2.1 二异氰酸酯  11-12
    1.2.2 低聚物多元醇  12
    1.2.3 其它原料  12-14
  1.3 水性聚氨酯的制备方法  14-16
    1.3.1 外乳化法  14
    1.3.2 自乳化法  14-16
  1.4 水性聚氨酯的应用  16-17
    1.4.1 涂料  16
    1.4.2 胶粘剂  16
    1.4.3 皮革加工  16-17
    1.4.4 纺织物涂层整理  17
    1.4.5 水性聚氨酯的其它应用  17
  1.5 水性聚氨酯的发展和动向  17-19
  1.6 水性聚氨酯涂料的不足及改性  19-21
  1.7 本论文的实验内容  21-22
第二章实验部分  22-29
  2.1 主要原料  22-23
  2.2 主要仪器  23
  2.3 合成实验装置图  23-24
  2.4 阴离子型水基聚氨酯树脂的制备  24-25
  2.5 阳离子型水基聚氨酯树脂的制备  25-26
  2.6 膜的制备  26
  2.7 测试与表征  26-29
第三章阴离子水基封闭型聚氨酯树脂的制备与性能  29-34
  3.1 引言  29
  3.2 结果与讨论  29-33
    3.2.1 硬段重量百分含量对漆膜性能的影响  29-30
    3.2.2 亲水剂(DMPA)用量对漆膜耐水性及硬度的影响  30
    3.2.3 封端剂对漆膜质量的影响  30-31
    3.2.4 中和剂种类的影响  31
    3.2.5 中和程度对PU性能的影响  31-32
    3.2.6 丁酮肟封端和未封端的PU乳液的性能比较  32-33
  3.3 结论  33-34
第四章阳离子水基封闭型聚氨酯树脂的制备与性能  34-42
  4.1 引言  34
  4.2 结果与讨论  34-42
    4.2.1 R对漆膜性能的影响  34-35
    4.2.2 交联剂浓度对漆膜性能的影响  35-36
    4.2.3 亲水剂扩链温度对水性聚氨酯树脂的影响  36-37
    4.2.4 封端剂对漆膜性能的影响  37-40
    4.2.5 紫外光照射时间对HEMA封端漆膜结构的影响  40-42
第五章环氧树脂改性水基聚氨酯的探讨  42-52
  5.1 引言  42
  5.2 合成方法  42-43
  5.3 结果与讨论  43-45
    5.1.3 对漆膜硬度及光泽度的影响  43
    5.3.2 耐人工汗的影响  43-44
    5.3.3 环氧树脂对水性聚氨酯漆膜的影响  44-45
  5.4 环氧改性聚氨酯树脂的结构分析  45-52
    5.4.1 环氧改性聚氨酯乳液的红外分析  45-46
    5.4.2 不同样品的DSC分析  46-52
第六章丙烯酸树脂对聚氨酯的改性  52-58
  6.1 引言  52
  6.2 结果与讨论  52-58
    6.2.1 溶液原位聚合法  52-53
    6.2.2 嵌段共聚法  53-58
第七章电泳漆涂装工艺的探讨  58-63
  7.1 引言  58
  7.2 结果与讨论  58-60
    7.2.1 电压对电沉积过程漆膜外观的影响  58
    7.2.2 工作液温度对漆膜外观的影响  58-59
    7.2.3 电泳时间的影响  59
    7.2.4 中和程度的影响  59-60
    7.2.5 极间距的影响  60
  7.3 不同条件对电泳过程中电流强度的影响  60-62
    7.3.1 电压对电流强度的影响  60-61
    7.3.2 电泳时间对电流强度的影响  61
    7.3.3 树脂中和度对电流强度的影响  61-62
    7.3.4 极间距对电流强度的影响  62
  7.4 结论  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-69
附录：攻读硕士学位期间的主要研究成果  69-70

新一代水性聚氨酯树脂的合成及电泳工艺研究

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