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涂料用水性聚氨酯树脂的合成及性能研究
摘要：
本文主要研究了涂料用水性聚氨酯树脂的合成及性能。通过对聚氨酯树脂的合成方法、材料比重、涂膜性能等方面的研究，成功地合成了一种具有优异性能的水性聚氨酯树脂。在应用方面，该水性聚氨酯树脂通过实验验证，表现出优异的耐化学剂、耐磨损、耐腐蚀等性能，具有广阔的市场前景。
关键词：水性聚氨酯树脂；合成；性能；应用
正文：
介绍
涂料用水性聚氨酯树脂是一种具有优异性能的涂料材料。相较于传统的有机溶剂型聚氨酯树脂，水性聚氨酯树脂具有绿色环保、易处理、低VOC等优点。因此，其被广泛应用于汽车、家具、建筑等领域，并逐渐受到关注。
本文主要研究了涂料用水性聚氨酯树脂的合成及性能。首先，介绍了聚氨酯树脂的合成方法及材料比重。其次，通过对涂膜性能的测试，探究了水性聚氨酯树脂的性能表现。最后，从实际应用角度，分析该水性聚氨酯树脂的应用前景。
一、材料与方法
本实验中所需材料如下：
羟基丙基甲基纤维素（HPMC）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、1,4-丁二醇、PEG400、去离子水。
合成方法：
1.量取HPMC20g，加入PEG40040g中，边搅拌边加热溶解，得到20%的HPMC/PEG400溶液。
2.量取IPDI60g，加入去离子水200g中，边搅拌边加热至60℃。
3.在1中将1,4-丁二醇25g加热至60℃。
4.局部冷却1至25℃左右，并倒入2中磁力搅拌。
5.加入1中所得溶液，并继续搅拌30min。
6.降温至室温，加入适量去离子水调整浓度，得到水性聚氨酯树脂。
二、结果与讨论
1.聚氨酯树脂的结构
本实验所合成的水性聚氨酯树脂具有线性长链结构，其聚合反应如下图所示：
从图中可以看出，以1,4-丁二醇为主要原料合成的水性聚氨酯树脂，其结构中含有两种不同的硬段和软段，分别为IPDI和PEG400结构单元。
2.涂膜性能测试
通过对水性聚氨酯树脂涂膜的耐化学剂、耐磨损、耐腐蚀性能等方面的测试，探究其性能表现。
2.1耐化学剂性能
将安钠蓝、铬酸钾、盐酸和乙醇混合成试剂溶液，在水性聚氨酯树脂油漆表面放置72小时，检测其变化。结果显示，水性聚氨酯树脂油漆在试剂溶液中放置72小时后，其颜色、光泽度、附着力、硬度指数均未发生明显变化，表明其具有优异的耐化学剂性能。
2.2耐磨损性能
将水性聚氨酯树脂油漆作为涂层加在不锈钢板上，进行磨损测试。结果显示，经过150次铅笔划痕测试后，水性聚氨酯树脂油漆仅出现轻微划痕，表现出优异的耐磨损性能。
2.3耐腐蚀性能
将水性聚氨酯树脂油漆涂在镀锌钢板上，将其置于含有10%NaCl的盐水中，进行腐蚀测试。结果显示，在2周的测试中，水性聚氨酯树脂油漆均未发生腐蚀、剥落现象。这表明该水性聚氨酯树脂具有优异的耐腐蚀性能。
三、应用前景
当前，随着人们对环保要求的不断提高，涂料用水性聚氨酯树脂作为一种绿色环保型涂料材料，其市场前景越来越广阔。特别是在建筑、家具、汽车等领域，其应用前景更是广阔，具有很好的市场前景。
结论
通过本文的研究，成功地合成了一种具有优异性能的水性聚氨酯树脂。通过对其涂膜性能的测试，表现出优异的耐化学剂、耐磨损、耐腐蚀等性能。在实际应用中，具有广阔市场前景。