聚氨酯涂料干燥过程中NCO与OH反应动力学研究

摘要

NCO与OH的反应动力学对于聚氨酯材料的设计与应用都是非常重要的。在本报告中，我们采用化学滴定法和FTIR法研究了聚氨酯涂料模型化合物体系和实际应用体系的固化动力学，并且将动力学研究结果应用于新产品开发中，主要结果归纳如下： l.发现了一种催化效能可与DBTDL相媲美的新型有机胺催化剂DBU。 2.报道了一种新型的NCO与伽反应的催化剂Lewis酸催化剂BF3，并提出了其可能的催化机理。 3.聚氨酯涂料的固化过程可以分为动力学控制和扩散控制两个阶段。在固化反应前期，聚合物链是柔韧的，链的扩散能力很强，反应由化学动力学控制，且遵循二级反应动力学规律；当反应进行到一定程度时，很多链交联成一个分子量无限大的网络，链的运动能力受整个体系的限制，反应转变为扩散控制，反应速率急剧降低。树脂、固化剂、催化剂、填料、温度、湿度等对聚氨酯的固化速度有影响，但各体系在动力学控制阶段均符合二级反应动力学规律。 4.使用分子量分布很窄的聚己内酯多元醇作为模型化合物，首次明确地阐述了聚合物多元醇分子量对NCO与OH反应动力学的影响。反应速率常数随多元醇分子量的增加而减小，但是当分子量大到一定程度时，速率常数的变化趋缓。 5.研发了可低温施工以及具有优异抗冲击性能的聚氨酯涂料新产品，提出了抑制双组分聚氨酯亮光清面漆暗泡问题的有效方法。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1.1聚氨酯涂料简介

1.2 NCO与OH的反应及其在涂料中的应用

1.2.1 NCO的主要反应

1.2.2影响NCO与OH反应的主要因素

1.2.3 NCO与OH的反应在涂料中的应用

1.3 NCO与OH反应的动力学研究

1.3.1研究反应动力学的必要性

1.3.2研究反应动力学的主要实验技术

1.3.3反应动力学的研究进展

1.4选题思想

1.4.1选题背景

1.4.2选题目的

1.5课题设计

第二章用模型化合物研究NCO与OH反应的动力学

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1化学试剂

2.2.2实验操作

2.3结果与讨论

2.3.1非催化的反应

2.3.2 DBTDL催化的反应

2.3.3 DABCO催化的反应

2.3.4有机锡催化剂与有机胺催化剂的协同效应

2.3.5 DBU催化的反应

2.3.6 BF3催化的反应

2.4本章小结

第三章聚氨酯涂料干燥过程中NCO与OH反应的动力学

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1化学试剂与仪器

3.2.2 FTIR实验方法

3.3数据处理方法

3.4结果与讨论

3.4.1聚氨酯固化反应的一般特征

3.4.2树脂的影响

3.4.3固化剂的影响

3.4.4催化剂的影响

3.4.5填料的影响

3.4.6 NCO/OH比例的影响

3.4.7温度的影响

3.4.8湿度的影响

3.4.9几个重点问题

3.5本章小结

第四章NCO与OH反应动力学研究结果的应用

4.1引言

4.2可低温施工、抗开裂的双组分聚氨酯底漆

4.2.1研发背景

4.2.2研发思路

4.2.3技术路线

4.2.4生产工艺

4.2.5产品测试结果

4.3高抗冲的双组分聚氨酯底漆

4.3.1研发背景

4.3.2研发思路

4.3.3产品测试结果

4.4双组分聚氨酯亮光清面漆的暗泡问题

4.4.1研究背景

4.4.2研究结果

4.5本章小结

参考文献

致谢

博士期间发表的学术论文清单

博士后期间发表的学术论文清单

个人简历

附博士后期间发表论文