功能性聚氨酯涂料的制備與性能研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越引起人們的注意，世界各國正在采取嚴(yán)厲的措施限制揮發(fā)性有機化合物(VOC)的排放，綠色材料已經(jīng)成為材料研究與開發(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報道。本論文研究工作涉及聚氨酯涂料的多個領(lǐng)域，都是建立在功能性的理論基礎(chǔ)上的，通過本體和溶液聚合引入新的

2、功能團，使水性聚氨酯涂料具有特殊的性能并用于特殊的場合，本文的主要內(nèi)容包括以下三個方面： (1)水性聚氨酯分散藍-14色漆涂料(PU-DB14)的制備與表征 通過改性的丙酮法合成一種新型的水性聚氨酯分散藍-14涂料，并用FTIR、UV-Vis、TEM進行研究。 a．在PU-DB14的F17IR中可以明顯看到分散藍-14的羰基吸收峰，說明分散藍-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)聚氨酯的文獻中很少報道。這主要是PU-DB14鏈中含有的疏水基團和親水基團在鏈段中的分布不均勻，從而破壞了水性聚氨酯分散藍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處新增了兩個吸收峰。這說明了采用逐步聚合

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發(fā)生了顯著的變化。由此可見，染料的吸收光波長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，膜的拉伸強度增大，成膜變硬。斷裂伸長率隨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)氨基含量達到0.8％后，抗菌效果增加的趨勢變緩。從氨基含量對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的。但綜合材料在實際的應(yīng)用

6、中，從其耐水性和反應(yīng)工藝難易方面考慮，材料在氨基含量達到1.0％時，其各方面的綜合性能最好，且這時的抗菌效果基本上能達到一般的抗菌效果。 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，材料的機械強度比較均勻。 (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對產(chǎn)物進行了表征，同時探討了聚苯胺含量的變化對材料體積電阻率、耐熱性能以及材料機械性能的影響。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)達到5％時，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