高固含量水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究

摘要

水性聚氨酯(Waterbome Polyurethane，WPU)是相对于溶剂型聚氨酯而言的，它是聚氨酯粒子分散在连续相(水)中的二元胶体体系。由于其本身具有无毒、不易燃烧、无污染、节能、安全可靠等优点，目前发展非常迅速，应用于各工业领域。特别是近年来，由于溶剂价格的高涨和人们环保意识的增强，使水性聚氨酯取代溶剂型聚氨酯成为一个重要的发展方向。 本文通过比较芳香族／月旨肪族二异氰酸酯，聚酯/聚醚低聚物二元醇，二胺/二醇扩链剂等原料对合成水性聚氨酯乳液的影响，选择脂坏族二异氰酸酯(IPDI)、聚醚型/聚酯型多元醇(PTMG/PCL)、二羟甲基丙酸(DMPA)，乙二胺(EDA)，三乙胺(TEA)等为主要原料，采用阴离子自乳化法，通过模拟连续工艺生产法、控制合适的工艺条件，制得具有自乳化功能，高固含量、重复性好、贮存稳定的水性聚氨酯胶粘剂。并通过红外光谱(IR)，透射电镜(TEM)，激光粒度分析以及热重分析(TGA)等现代高分子研究手段对合成产品进一步研究，探索其合成及性能之间的关系。同时，对水性聚氨酯乳液作为胶粘剂所应具备的各项性能指标进行测试研究。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1引言

1.2聚氨酯历史

1.3聚氨酯化学

1.3.1异氰酸酯的反应机理

1.3.2异氰酸酯取代基的电负性

1.3.3异氰酸酯的化学反应

1.4水性聚氨酯简介

1.4.1水性聚氨酯的分类

1.4.2水性聚氨酯的合成方法

1.4.3水性聚氨酯的主要原料

1.5国内外水性聚氨酯的生产现状

1.5.1国外生产状况

1.5.2连续工艺生产法

1.5.3国内生产状况

1.6水性聚氨酯的发展方向

1.6.1提高固含量

1.6.2提高成膜性能

1.6.3水性聚氨酯的高性能化

1.6.4提高初粘性

1.7本论文研究目的及意义

第二章实验部分

2.1引言

2.2主要实验原料

2.3主要实验设备及测试仪器

2.4水性聚氨酯的制备路线

2.5水性聚氨酯的合成

2.5.1原料的预处理

2.5.2合成过程

2.5.3预聚体中-NCO含量的滴定

2.6测试与表征

2.6.1水性PU乳液外观

2.6.2乳液储存稳定性

2.6.3乳液粘度的测定

2.6.4乳液固含量的测定

2.6.5乳液粒径与分布测试

2.6.6透射电镜观察乳液粒子形态

2.6.7乳液的共振散射光谱分析

2.6.8胶膜耐水性测试

2.6.9 T剥离强度测试

2.6.10红外表征

2.6.11热重分析

第三章WPU乳液合成工艺研究

3.1引言

3.2合成原料的选择研究

3.2.1二异氰酸酯的选择

3.2.2低聚物二元醇的选择

3.2.3扩链剂的选择

3.3 DMPA用量的研究

3.4连续工艺法合成高固含量PUD

3.4.1传统内乳化分散工艺

3.4.2分散体的体积极限浓度

3.4.3连续工艺技术

3.4.4模拟连续工艺法制备高固含量PUD

3.4.5合成工艺的展望

第四章聚氨酯水分散体的结构与性能研究

4.1引言

4.2红外表征

4.3 TEM观察粒子形态

4.4 TGA研究胶膜热稳定性

4.4.1 TGA研究材料热稳定性简介

4.4.2软段类型与热稳定性的关系

4.4.3 DMPA含量与热性能的关系

4.5共振光散射法研究WPU乳液

4.5.1共振光散射理论

4.5.2共振光散射强度与乳液粒子的关系

4.5.3共振光散射强度与乳液固含量的关系

4.6 WPU乳液性能及T-剥离强度测试

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致 谢

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