水性聚氨酯纳米二氧化硅复合材料的制备及性能研究

摘要

低VOC含量的水性聚氨酯涂料具有广阔的应用前景，已开始大量的在纺织印染、皮革、涂料、粘合剂、木材加工、建筑和造纸等行业进行推广应用，为进一步提高水性聚氨酯的性能，使其得到广泛的应用，考虑到纳米氧化硅的优异特性及低成本与原料易得的特点，论文以纳米氧化硅与水性聚氨酯复合及加入交联剂γ-异氰酸酯丙基硅氧烷从而达到提高水性聚氨酯性能的目的。 通过应用硅溶胶法对纳米氧化硅包覆改性制成粉状的纳米氧化硅及纳米氧化硅水性分散体，然后以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCD)、聚己二酸丁二醇酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，通过加入纳米氧化硅经预聚后乳化再经扩链，得到水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料分散体(WPLJNS)。 通过对所作的水性聚氨酯涂膜后，对树脂的各基本性能如粘度、硬度、附着力、吸水率、断裂伸长、拉伸强度等性能及树脂的微观状态进行表征。分析纳米氧化硅的加入方式、加入量对树脂性能的影响，并对加入纳米氧化硅的原位聚合与共混方式从性能上进行了比较，其结果加入纳米氧化硅原位聚合的水性聚氨酯分散性、抗吸水率、耐热性等均优于共混的水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料。 为通过加入固化剂进一步提高水性聚氨酯纳米复合材料的性能，论文中以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCD)、聚己二酸丁二醇酯多元醇(PBA)、Y一异氰酸酯丙基硅氧烷、二羟甲基丙酸(DMPA)及丙烯酸羟乙酯(HEA)等为主要原料，合成出水性聚氨酯分散体。对树脂性能进行了表征，探讨了γ-异氰酸酯丙基硅氧烷的加入方式、加入量对树脂基本性能的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1实施交联改性

1.1.1内交联技术

1.1.2外交联技术

1.2实施复合改性技术

1.2.1丙烯酸改性的水性聚氨酯

1.2 2环氧改性

1.2.3有机硅改性

1.3水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料改性

1.3.1纳米SiO2的制备及分散

1.3.2水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的制备

1.3.3水性聚氨酯纳米材料在应用方面的前景

1.4本课题的立体思想

1.5本论文所作工作

参考文献

第二章水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的制备及性能表征

2.1引言

2.1.1水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的制备方法

2.1.2水性聚氨酯纳米材料的表征方法

2.2实验部份

2.2.1所需原料

2.2.2纳米氧化硅的制备

2.2.3水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的制备

2.3结果与讨论

2.3.1水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的IP图谱

2.3.2水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的粒径分布与形态

2.3.3水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的DSC与TG

2.3.4水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的力学性能及其它物理性能

2.4本章结论

参考文献

第三章γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷交联改性水性聚氨酯的合成及性能研究

3.1引言

3.2γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷改性水性聚氨酯的合成

3.2.1所需原料

3.2.2γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷改性水性聚氨酯纳米氧化硅复合材料的制备

3.3γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷改性水性聚氨酯的性能表征

3.4结果与讨论

3.4.1IP图谱

3.4.2粒径分布与形态

3.4.3 DSC与TG测试

3.4.4力学性能与其他物理性能

3.5本章结论

参考文献

结论

附录本人在硕士学位期间论文情况及参加的学术活动

致谢