【硕士】有机硅改性聚氨酯涂饰剂的制备及应用

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内容简介

　　【硕士】有机硅改性聚氨酯涂饰剂的制备及应用　　授予学位：硕士　　学位授予单位：陕西科技大学　　学位年度：2007　　 在催化剂二月桂酸二丁基锡和少量助溶剂作用下，以聚合物多元醇、异氰酸酯、N，N．二甲基甲酰胺(DMF)、羟基硅油(HPMS)、亲水性扩链剂N一甲基二乙醇胺(MDEA)、中和剂硫酸二甲酯、扩链剂三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料，合成了一系列自乳化羟基硅油改性聚氨酯水乳液，还利用流延成膜法制各了一系列羟基硅油改性聚氨酯胶膜。并将所得乳液在皮革涂饰中进行应用。采用红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和示差扫描量热仪(DSC)对其结构、形态和热性能进行了表征。研究了w(MDEA)、n(NCO)／n(OH)、产品pH、w(HPMS)对乳液稳定性的影响，讨论了羟基硅油改性聚氨酯胶膜力学性能、耐介质性、热性能及相容性的影响因素，还对涂饰革的物化性能进行了测试。　　研究结果表明：　　 (1)HPMS／PU乳液的较佳制备配方为：n(NC0)／n(0H)=2．2，面。(PTMG)=1000，W(TMP)=3％，W(MDEA)=7％，W(HPMS)=I 5％，一M．(HPMS)=14220，pH值为6．0～7．0。　　 (2)随着w(MDEA)的增加，产品pH的增大，n(NCO)／n(OHl的降低，乳液稳定性增加，但若pH过高时，则不利于乳液的稳定性。　　 (3)膜的拉伸强度和弹性模量与n(NCO)／n(OH)和w(TMP)基本呈正比关系，与w(MDEA)成反比，断裂伸长率相反。但当w(TMP)>3％后，胶膜的力学性能变差。与P1和P12系列膜相比，P2系列膜的拉伸强度和弹性模量较低。当w(TMP)=3．0％，w(MDEA)=7．0％，n(NCO)／n(OH)=2．2时，P1／AR胶膜的拉伸强度(O)和弹性模量(E)可达33．8MPa。　　 (4)IPDI制得的脂肪族聚氨酯胶膜较柔软，强度较差，但其耐碱盐性较好，而TDI型芳香族聚氨酯胶膜较刚硬，强度较好，耐乙醇、醋酸性较差；PTMG分子量越大，耐介质性越差。且随着w(MDEA)的降低，w(TMP)的增加，胶膜的耐介质性提高。但w(TMP)有一定限度，过大会影响乳液的稳定性。　　 (5)羟基硅油的加入削弱了胶膜的力学强度，但赋予了胶膜优异的耐水性和耐介质性。DSC测试结果表明，有机硅的加入增加了产品的应用范围。　　 (6)HPMS／PU乳液的TEM图表明，纯PU乳液的粒径很小，HPMS的加入使乳液粒径增加，而且随w(HPMS)的增加，乳液粒径逐渐变大。当羟基硅油用量大于1 5％时，乳液颗粒问相互粘附，且由于分子链具有较强的疏水性，乳液的稳定性在一定程度上受到影响。　　 (7)PU和PUHS胶膜表面的SEM图表明羟基硅油改性聚氨酯胶膜表面相对平整、光滑，且具有较高的光泽。PU和PUHS胶膜断面的SEM图亦表明，但当w(HPMS)>15％时，相分离现象随着w(HPMS)的增加而越来越明显。这是由于羟基硅油与聚氨酯的物理化学性质相差很大，很难相容，过量的羟基硅油会导致两相分离的加剧。　　 (8)经HPMS／PU涂饰的革，光泽手感以及机械强度都有所提高，涂层耐干湿擦性能良好，憎水性得到改善。　　　　　　

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