室温自干型水性PUA木器涂料doc-环球聚氨酯网-聚氨酯.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：室温自干型水性PUA木器涂料朱宁香叶代勇陈焕钦环境保护已成为世界的共同责任因此研究和开发环保型涂料已经成为各国研究的重点和热点。环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和辐射固化涂料已成为涂料发展的主要方向。聚氨酯树脂(PU)因其具有良好的物理力学性能一定的耐水性、优用的低温柔韧性、耐候性、耐碱性、弹性等在涂料、胶粘剂、印染、油墨等行业得到了广泛的应用。随着人们环保意识日益增强和各国环保法规的相继出台溶剂型聚氨酯涂料由于其挥发性有机物(VOC)含量高严重污染了生态环境故其应用越来越受到限制。水性聚氨酯(WPU)涂料具有溶剂型聚氨酯涂料大部分优异性能加之其溶剂为水已经成为研究的热点。但由于水性聚氨酯涂料在耐水性、耐化学品性以及硬度等方面的不足仍限制了其应用范围。因此提高水性PU树脂的性能成为国内水性涂料聚氨酯发展的关键所在。本实验在合成水性聚氨酯的基础上对其进行了多重改性制备了性能优异的水性聚氨酯分散体及其涂料分析测试表明WPU涂料是一种经济环保的高性能涂料。1实验部分1.1树脂合成1.1.1实验原料实验原料见表1。表1水性聚氨酯主要原料Table1MainrawmaterialsofsynthesisofPUAhybriddispersion原料名称规格备注甲苯二异氰酸酯(TDI-80)工业级直接使用聚醚二元醇（N220）工业级减压蒸馏14-丁二醇(BDO)工业级直接使用三羟甲基丙烷（TMP）工业级直接使用二羟甲基丙酸(DMPA)工业级直接使用环氧树脂（E-20）工业级直接使用甲基丙烯酸甲酯(MMA)工业级直接使用偶氮二异丁腈（AIBN）分析纯重结晶三乙胺(TEA)分析纯直接使用乙二胺（EDA）分析纯直接使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)化学纯直接使用丙酮（AT）工业级水分＜0.2%直接使用表2WPUA树脂技术指标Table2PropertyofWPUA检测项目技术指标检测方法外观蓝相乳白半透明液体目测黏度/s20-40涂-4杯室温固含量／%35±2GB／T1725-1979pH值6.0-8.0pH试纸贮存稳定性无异常变化50℃1个月离心稳定性无沉淀无分层4000r/min15minCa2+稳定性通过GB/T1763-1979(1989)单体转化率/%＞90固含量法粒径/nm(TEA)70Malvem粒度仪粒子形态核壳结构TEM原位聚合：在50-90℃在2-5h内滴加引发剂AIBN进行聚合再降温到环境温度出料静置过滤减压蒸馏脱去溶剂即得WPUA复合分散体分散体的主要性能如表2所示。1.2清漆配制1.2.1清漆配方以本实验合成的WPUA树脂为成膜物质添加适量的助剂在一定的分散工艺下制备了WPUA木器漆其配方如表3所示。1.2.2实验步骤用电子称准确称取WPUA分散体置于分散机中在600r/min下预分散15min；加入预混合的去离子水和助溶剂然后按配方依次加入其他助剂继续搅拌20min调节体系黏度和pH值并消泡后过滤出料包装即得WPUA木器清漆。将制备的清漆分别刷涂在马口铁片、玻璃板和聚四氟乙烯膜上测试其性能。表3室温自干型WPUA木器清漆配方Table3Vanishofambienttemperatureair-dryingWPUAforwood原料名称规格质量分数/%WPUA树脂35%自制95-98去离子水自制0.5-0.15润湿分散剂BYK-3460.1-0.3消泡剂BYK-3800.2-0.5流平剂BYK-3800.5-1.0成膜助剂乙二醇丁醚1.0-3.0增稠剂BYK-17700.5-1.5pH调节剂AMP-950.1-0.5防霉剂SkaneM-8适量防冻剂核壳结构TEM2结果与讨论2.1树脂合成工艺2.1.1WPU合成基本反应聚氨酯的合成是氢转移的逐步聚合使链增长的过程又称为加成聚合过程。具体过程如下：WPU合成基本反应水性聚氨酯的最大的缺点就是其耐水性差而对木器涂料一般要求涂膜具有良好的耐水性因而传统的水性聚氨酯涂料在木器上的应用受到了极大的限制。提高水性聚氨酯涂料的耐水性的一个重要的方法就是提高交联度。三羟甲基丙烷(TMP)是常用的三官能度的小分子交联剂。本实验考察了TMP的用量对分散体黏度和涂膜吸水率的影响如图1（略）所示。从图可以看出最佳的TMP用量为羟基总量的5.2%。2.1.3环氧树脂E-20改性环氧树脂为多羟基化合物在与聚氨酯反应时可以将支化点引入聚氨酯主链使之形成部