水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备及在皮革光油上的应用

摘要

本文研究了水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备，在此基础上，采用蓖麻油和有机硅为改性剂，制备了蓖麻油、有机硅双改性水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料，并研究了在皮革光油上的应用。
　　 一、水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备研究。采用插层聚合法经有机蒙脱土预插层、预聚体的合成、中和分散与水中扩链三步制备了水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料。有机蒙脱土DK1N经过聚氧化丙烯二醇（聚醚N210）的预插层处理得到聚醚N210/蒙脱土混杂体；聚醚N210/蒙脱土混杂体与异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、聚氧化丙烯二醇（聚醚N210）、交联剂三羟甲基丙烷TMP、亲水扩链剂二羟甲基丙酸DMPA、扩链剂一缩一乙二醇DEG经过预聚过程得到预聚体；将预聚体用丙酮稀释后经中和剂三乙胺TEA中和、去离子水分散，再用胺基扩链剂异佛尔酮二胺IPD进行水中二次扩链，最终得到水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料。分别对有机蒙脱土预插层、预聚体的合成、中和分散与水中扩链三步的影响因素进行考察。
　　 通过性能测试，水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的力学性能和耐水性有明显提高，但耐甲苯性变差。该体系最佳配方下的产品涂膜拉伸强度为31.6MPa，断裂伸长率为374.5％，吸水率为4.9％，吸甲苯率为155.6％，产品外观为微黄色半透明液体，固含量为30％，pH值为7～8，稳定性≥6个月，符合制革用水乳型聚氨酯涂饰剂的企业标准QB/T2415-1998。
　　 二、采用蓖麻油和有机硅为改性剂，通过两种方法制备了蓖麻油、有机硅双改性的水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料。第一种方法是以氨丙基三乙氧基硅烷KH-550为偶联剂，以常规的预聚前期加入蓖麻油和预聚后期加入有机硅偶联剂的方法制备蓖麻油、有机硅双改性水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料。并将其应用于皮革光油，取得了较好的结果。
　　 在此基础上，研究有机硅改性的水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备新方法。该方法采用有机硅季铵盐DC5700替代普通的有机季铵盐作为钠基蒙脱土的改性剂，先制得有机硅季铵盐改性的蒙脱土，再与蓖麻油共改性制备蓖麻油改性水性聚氨酯/有机硅季铵盐蒙脱土纳米复合材料。该方法制备步骤简单、操作容易。产品应用于皮革光亮油后，效果较好。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 文献综述

1.1 水性聚氨酯

1.1.1 基本原料的改性

1.1.2 复合改性

1.1.3 水性聚氨酯在涂料上的应用

1.2 蒙脱土

1.2.1 蒙脱土的结构特性

1.2.2 蒙脱土的分类

1.2.3 蒙脱土的有机化

1.2.4 蒙脱土的应用

1.3 水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料

1.3.1 水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的性质

1.3.2 水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的应用

1.4 本论文的研究思路

第二章 水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 主要原料及设备

2.2.2 实验步骤

2.2.3 检测方法及标准

2.3 结果讨论

2.3.1 基本配方的确定

2.3.2 有机蒙脱土预插层的考察

2.3.3 预聚体合成的考察

2.3.4 中和分散及水中扩链的考察

2.4 本章小结

第三章 多重改性水性聚氨酯/蒙脱土复合材料在皮革光油上的应用

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料及设备

3.2.2 蓖麻油、有机硅双改性水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备

3.2.3 蓖麻油改性水性聚氨酯/有机硅季铵盐蒙脱土的制备

3.2.4 皮革光油的配制及测试

3.2.5 皮革面料的配制及测试

3.3 结果和讨论

3.2.1 蓖麻油、有机硅偶联剂双改性水性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的红外分析

3.3.2 蓖麻油含量对蓖麻油、有机硅偶联剂双改性水性聚氨酯/蒙脱土的考察

3.3.3 有机硅偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）的影响

3.3.4 两种改性产品的对比

3.3.5 在皮革面料上的应用

3.4 本章小结

第四章 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

参考文献

致谢

硕士研究生期间发表或待发表的论文