亞甲基丁二酸型水性不飽和聚酯的合成及表征.pdf

1、傳統(tǒng)溶劑型涂料VOC含量較高，在制造和施工過程中會(huì)造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，并且損害人類的身體健康。伴隨著人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對環(huán)境友好型水性涂料的研究和應(yīng)用越來越受到人們的重視。環(huán)保型水性醇酸樹脂作為合成水性涂料主要成膜物質(zhì)，其性能優(yōu)異，應(yīng)用和研發(fā)的空間十分廣闊。水性單體則是合成水性醇酸樹脂必不可少的單體物質(zhì)，水性單體可以引入水性基團(tuán)，為醇酸樹脂提供水溶性質(zhì)。然而目前常用的水性單體大都含有苯環(huán)，存在一定的毒性。因此以生物質(zhì)來源的亞甲

2、基丁二酸（IA）的衍生物—甲基丁二酸-5-磺酸鈉（ISNa）作為一種新型水性單體合成水性醇酸樹脂具有重要的研究價(jià)值和環(huán)境效益。
　　本課題以亞甲基丁二酸（IA）及其磺化產(chǎn)物甲基丁二酸-5-磺酸鈉(ISNa)和1,4-丁二醇(BD)為原料，采用“直接酯化-縮聚法”制備了一種新型水性聚酯——聚（亞甲基丁二酸丁二醇-co-亞甲基丁二酸-5-磺酸鈉丁二醇酯）（PBIINa）。研究中考察了IA與ISNa摩爾配比、催化劑使用量、催化劑類型、反

3、應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等參數(shù)對PBIINa性質(zhì)的影響。用凝膠滲透色譜（GPC）、傅立葉紅外光譜（FT-IR）、核磁共振氫譜（1H-NMR）等對產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和性能表征，并檢測PBIINa在水中的溶解性能。研究結(jié)果表明，在酯化溫度180℃、nBD：n(IA+ISNa)=1.05、nISNa：nIA=0.2,催化劑為SnCl2，摩爾用量為0.18％IA的條件下，酯化5h，然后在壓力為-0.1MPa的條件下，160℃縮聚2.5h所制得PBIINa

4、分子量為1326g/mol，水溶性較好。FT-IR和1H-NMR分析表明產(chǎn)物為預(yù)期的PBIINa。
　　將PBIINa制成水分散體系，探討了傳統(tǒng)的常規(guī)加熱和使用微波方式加熱對其固化成膜的影響，通過分析固化膜的厚度、表面硬度、附著力、耐水性、接觸角等性能，考察了這兩種方式成膜的工藝條件。固化膜性能測試表明，采用傳統(tǒng)加熱方式，在PBIINa含量為30%，固化溫度為70℃，固化時(shí)間4h，固化劑（過硫酸銨：亞硫酸氫鈉=1）用量為PBIIN

5、a用量的0.3%，此條件下固化膜的性能達(dá)到最佳，其中膜厚為21.8μm、硬度達(dá)到5H，附著力為1級(jí)、耐水性6h。而同樣條件下，微波加熱固化成膜，僅需20min，時(shí)間為傳統(tǒng)加熱方式的1/12，大幅度提高了固化效率。
　　最后采用FT-IR測試 PBIINa固化前后的特性吸收峰的變化，用熱失重分析（TGA）研究漆膜的熱性能。FT-IR圖譜測試表明PBIINa分子中的-C=C-發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)，而且涂膜也基本完全固化。TGA分析表明漆膜