用于木器漆的水性聚氨酯树脂的制备及性能研究

用于木器漆的水性聚氨酯树脂的制备及性能研究

叶仙华[1]2015年在《水性木器漆用单组份丙烯酸酯乳液的制备及应用研究》文中进行了进一步梳理随着全球环保意识增强,环保型涂料是未来涂料产业发展的主要方向,水性木器涂料以水为分散介质,具有无毒、无环境污染、对人体无害等特点备受青睐。丙烯酸树脂综合性能优异,且单体原料丰富、合成工艺简单,是制备水性木器漆的常用树脂。但水性丙烯酸树脂与油性树脂相比在耐性和施工性上还存在着差距,因此开发高性能丙烯酸树脂乳液应用于水性木器漆是研究热点。1、论文以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸甲酯(MA)等为主单体,通过锌离子(Zn2+与羧基交联制备自交联型苯丙乳液,研究了Zn2+/COOH摩尔比、引发剂、理论玻璃化转变温度(Tg)、工艺条件等因素对乳液树脂性能的影响,得出最佳工艺和最优配方。结果表明:采用预乳化工艺,设计乳液固含量为40%,理论Tg为30℃,乳化剂、引发剂、MAA用量分别为单体总质量的1.5%、0.3%和12%,n(Zn2+):n(COOH)为1:4,所制备的苯丙乳液应用于木器底漆,既具有快干性和优异的打磨性,又有良好的润湿性和封闭性;同时应用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、示差扫描量热计(DSC)、最低成膜温度仪(MFFT)等对乳液进行聚合物组成、玻璃化转变温度(Tg)、最低成膜温度(MFT)等性能的表征与测试。2、以甲级丙烯酸甲酯(MMA)、BA等为主单体,设计核壳结构乳液,分别以乙烯基叁甲氧基硅烷(A-171)、双丙酮丙烯酰胺-己二酸二酰肼(DAAM-ADH)和叁羟甲基丙烷叁丙烯酸酯(TMPTA)为交联单体,制备自交联型丙烯酸酯乳液,研究核壳结构比例、工艺条件和交联体系等因素对乳液性能的影响。结果表明:A-171和DAAM-ADH交联体系对抗回黏性有较好的帮助作用,且耐性改善明显,同时DAAM-ADH交联体系对漆膜硬度提高明显,TMPTA对抗回黏性和耐性等提高最弱,通过合适的聚合工艺将叁种交联体系同时引入乳液体系,所制备的乳液应用于木器清面漆,乳液具有低MFT和高Tg,而且具有较好的抗回黏性和耐性,硬度可以达到2H;同时应用FTIR、DSC、MFFT等对乳液进行聚合物组成、Tg、MFT等性能的表征与测试。3、将制备的底漆乳液和面漆乳液进行配漆,在木材表面进行两底一面施工,漆膜装饰性好、耐性突出、硬度高,是一款综合性能突出的水性木器漆,具有较好的市场推广价值。

曹红菊[2]2002年在《用于木器漆的水性聚氨酯树脂的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理本文选择甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),聚醚多元醇中的聚四氢呋喃二元醇(PTMG),聚酯二元醇中的耐水解聚酯聚己二酸——己二醇酯二醇(PHA)、聚己二酸——新戊二醇酯二醇(PNA)和聚己内酯二醇(PCL),以及1,4——丁二醇、己二醇、乙二胺和叁羟甲基丙烷为扩链——交联剂,以及二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂等为主要原料,并用外交联剂改性。采用内乳化法制备水性聚氨酯(PU)树脂。通过红外光谱分析了水性PU树脂的结构组成:透射电镜(TEM)研究了乳胶粒子尺寸与乳液稳定性的关系;示差扫描量热仪(DSC)分析,研究了树脂成膜耐低温性;热失重(TG)分析,研究树脂成膜物的耐热性;X—衍射分析,研究了树脂成膜物的结晶性;并研究了水性PU树脂成膜物力学性能和耐介质性以及成膜物的附着力、耐磨性和抗冲击性与其分子链结构和成膜物聚集态的的关系。并选择最佳配方,制备水性PU树脂,作为木器漆使用的成膜剂。 结果表明:水性PU的稳定性随着DMPA用量的增加而提高,并且与NCO/OH摩尔比也有关,NCO/OH有一最佳值。PHA(Mn=2000)制备的水性PU成膜物具有结晶性,其力学强度、耐水性及耐介质性、耐热性,成膜物的附着力、光泽、耐磨性及抗冲击性均高于聚酯PNA和聚醚PTMG制备的水性PU树脂成膜物的性能。通过适度的内交联(如TMP)与外交联(如多氮丙啶)相结合,可提高水性PU树脂成膜物的综合性能。其成膜物硬度最终可达95(邵氏A),抗张强度可达45.9(MPa),优良的耐水性(吸水率基本为0),吸乙醇率降至2%,同时具有优良的附着力、耐磨性及抗冲击性。

孙揭阳, 郁平[3]2005年在《水性聚氨酯树脂的改性及应用研究》文中进行了进一步梳理研究了水性聚氨酯的扩链、交联、丙烯酸酯复合等改性方法以及水性聚氨酯木器漆的研制。结果表明:对水性聚氨酯进行扩链、交联以及丙烯酸酯复合改性,能显着提高水性聚氨酯的拉伸强度、硬度、耐磨性、耐水耐醇性。经检测,用改性水性聚氨酯树脂配制的木器漆主要性能均达到聚酯聚氨酯木器漆行业标准(HG/T3608-1999)。

惠正权[4]2007年在《涂料用水性聚氨酯树脂的合成及性能研究》文中提出近年来,随着人们环保意识的进一步增强,人们对环境保护更加重视。为适应这一发展的需要,涂料行业也大张旗鼓地兴起了绿色革命的热潮。水性涂料、高固体分涂料、辐射固化涂料和粉末涂料等环境友好型涂料因而成为涂料工业发展和研究的主要方向。基于这一发展动向,本论文对水性聚氨酯—丙烯酸酯涂料的合成化学原理、合成方法及研究现状进行了综述,进而提出了本论文研究的指导思想,并从以下几方面对水性聚氨酯—丙烯酸酯涂料的合成和性能进行了广泛地研究,得出了许多具有参考价值和实际意义的结论:1.先用甲苯二异氰酸酯(TDI)与二羟甲基丙酸及聚醚多元醇合成带有亲水基团—COOH聚氨酯预聚体,继而使之与带羟基的丙烯酸酯进行缩聚反应得到含有双键的聚氨酯大单休,然后与其他丙烯酸酯单体共聚合成了聚氨酯—丙烯酸酯(PUA)。2.探讨了水性聚氨酯、水性聚丙烯酸酯涂料的合成工艺方法,在此基础上制备了几种水性聚氨酯—丙烯酸酯涂料。研究了反应温度、中和剂种类、单体配比、乳液固体含量等诸多因素对乳液合成的反应速率、乳液的稳定性、粒径、粘度及漆膜的机械强度、耐介质等性能的影响状况,从而为研制性能优异的水性聚氨酯—丙烯酸酯涂料奠定了基础。3.本文以各种测试方法和手段来表征乳液和漆膜的结构、乳液粒径、粘度、pH值、稳定性及漆膜的耐介质性、表面硬度等性能。详细研究了加水乳化速率、羧基含量及其中和度、乙烯基含量、聚醚二元醇分子量和异氰酸酯指数等因素对乳液和漆膜的各种性能的影响效果。

孙建刚[5]2012年在《水性木器漆中消泡剂的应用研究》文中研究指明水性木器漆以水为分散介质,使用过程中不会有有机溶剂的挥发,有着卓越的环保优势。但由于体系中存在着不同用途的表面活性剂,这使得水性木器涂料容易产生泡沫、不易消泡,这是行业的共性难题。在涂料生产过程中出现的泡沫会带来分散效果不佳、反应器溢流等问题;在施工期间和施工之后泡沫引起缩孔、表面斑点和遮盖力下降等许多表面缺陷。消泡剂的使用可以非常有效的解决我们在实际生产生活中所遇到的泡沫问题。本课题针对水性木器漆,着重研究了消泡剂在水性木器漆的应用过程中所遇到的各种问题,包括消泡剂的选择、消泡剂消泡性与相容性的评价、消泡剂的预处理等。市场上消泡剂的种类多种多样,没有哪一种消泡剂是通用的,所以对于特定的乳液体系,我们就需要选择与之匹配的消泡剂。本研究中对于消泡剂的选择包括叁个阶段:第一阶段是消泡剂的初步选择,通过简单的实验判断消泡剂的消泡性及其与乳液的相容性;第二个阶段为制漆选择,即将第一阶段选出来的消泡剂用来制漆,考察其在制漆过程中的消泡性及与体系的相容性;第叁阶段就是消泡剂的持久消泡性考察,贮存一段时间后通过比重杯法评价消泡剂在制备好的木器漆中的消泡性。经过这叁个阶段的过程,选择出与体系相匹配的消泡剂。实验中经过叁个阶段的选择,我们得到了与本实验中所用乳液想匹配的消泡剂,消泡性和相容性相对都比较好。除此之外,我们也发现了一些消泡剂,其消泡性远远优于普通消泡剂,很少的用量就能达到非常好的消泡效果。然而其与乳液体系相容性太差,在制漆过程中需要高剪切长时间分散,分散条件远远比普通消泡剂苛刻,这就限制了其使用。为了能让这些高效的消泡剂得以推广使用,我们引入高压均质的方法对其进行预处理,旨在保留其高效消泡性的同时提高其与乳液体系的相容性,实现制漆过程中低剪切下的快速分散。经过实验,我们成功的实现了这一目标。

沈星星[6]2013年在《苯丙胶乳的改性及其水性涂料的制备与应用》文中指出随着社会环境保护的不断加强,低VOC的水性涂料逐渐被人们重视。水性涂料已经广泛地应用于建筑涂料,而在木器涂料以及金属防腐涂料领域正在开发中。本论文制备了环氧树脂接枝苯丙以及环氧树脂接枝苯丙-聚氨酯复合乳胶,目的是制备性能优异的新型水性隔热保温涂料以及木器涂料。具体包括叁方面的研究内容:(1)环氧树脂改性苯丙胶乳(SA-g-EP):采用衰减全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)、透射电镜(TEM)、动态光散射(DLS)、热重(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)、动态热机械(DMA)等技术对(SA-g-EP)胶乳的结构、尺寸和热分解稳定性等性能进行表征,结果表明,环氧树脂的分子量对接枝效率影响很大,分子量适中的E-20具有最高的接枝效率。刚性环氧树脂的引入可以有效地提高苯丙的玻璃化温度,其中SA-g-E-20乳胶膜交联密度最高,具有优异的耐溶剂性。环氧树脂改性苯丙胶乳膜的热机械性能受环氧树脂的分子量影响很大,其中SA-g-E-20乳胶膜不需要添加任何交联剂,即可表现出优异热机械力学性能及耐热性能。(2)聚氨酯壳苯丙接枝环氧树脂核乳胶(PU-PSAEP)制备及其水性木器涂料研制:系统地研究了PU含量、环氧树脂含量、增强剂、耐磨剂以及功能助剂对木器涂料性能的影响;采用拉伸、DMA、FT-IR等手段对制备出的木器涂料树脂进行性能的表征。结果表明,PU含量为15%、E-51为20%时木器涂料树脂具有较好的拉伸强度,耐水性以及硬度等性能。纳米Ti02用量为3%、蜡乳液用量为8%时能大幅度提高水性木器涂层的硬度、耐冲击、耐划伤等性能;选用乙二醇丁醚作为该体系成膜助剂,所得漆膜的硬度高,光泽高,表面平整;RM-8W增稠剂和RM-2020流平剂配合使用不仅使水性木器涂料具有理想的施工性,而且具有长期贮存稳定性。(3) SA-g-EP水性隔热保温涂料:分别考察了基料、颜填料、PVC对水性保温隔热涂料性能的影响。采用铅笔划痕硬度仪、附着力测试仪、液压万能试验机、显微红外光谱仪、导热系数测定仪对其性能进行表征。结果表明PVC为60%时,采用金红石型钛白粉,空心陶瓷微珠用量在12%,红外粉添加量为涂料总量的2%时制备出的保温隔热涂料具有良好的保温和物理机械性能。

朱雄[7]2013年在《水性聚氨酯哑光木器漆的制备和性能》文中提出随着人们生活水平和审美观念的提高,水性哑光涂料的涂膜以其朴实、高雅、质感美观等优点受到人们的亲睐。现有水性哑光涂料消光剂易团聚结块,涂料贮存稳定性和光泽稳定性不好。鉴此,本文利用物理消光原理研究了单组份和双组分水性聚氨酯哑光木器涂料的影响因素,获得如下结论:(1)研究了消光剂的添加量和添加方式对水性单组分木器涂料的消光性能的影响,发现TS100哑粉采用直接添加法对单组份水性木器涂料的消光效果最好,而采用表面处理过的OK607制备的哑光清面漆贮存稳定性最好,涂料长时间贮存其涂膜光泽的变化比TS100和3260要小;(2)研究了消光剂种类、羟基树脂、亲水改性异氰酸酯类别和NCO/OH摩尔比对双组分水性哑光木器涂料光泽的影响,发现平均粒径较小的OK607适合用于双组份水性聚氨酯涂料的消光剂,所得涂膜板面效果优异;羟基树脂选用PAE(AC2598),固化剂选用XD803,NCO/OH摩尔在1.2以下时,可配制双组份水性哑光清面漆产品,具有较低的涂膜光泽,涂料成本较低。(3)研究五分光的双组份水性哑光清面漆的涂膜性能,发现可通过测试光泽变化的方法来判断双组份哑光清面漆的活化期,其活化期约为3h,而且3h内涂料的基本物性没有明显变化;成膜助剂DPnB对2K-WPU体系具有较好的粘度稳定性和赋予更长的活化期;固化剂与羟基树脂的混合搅拌时间越长会降低双组份聚氨酯哑光木器漆活化期其混合搅拌时间为5-10分钟为宜;

吴服兵, 陈剑华, 陈中华, 陈海洪[8]2010年在《水性树脂复配与成膜助剂选择对单组份水性木器漆性能的影响》文中进行了进一步梳理介绍了一种高硬度单组份自交联水性木器漆的制备,通过水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸乳液进行复配,选择合理复配比例,并讨论了成膜助剂对涂料综合漆膜性能的影响。结果表明:水性聚氨酯分散体E与丙烯酸乳液A按质量比1:1复配,漆膜各性能达到最佳。通过FTIR分析可知,两种树脂发生的自交联反应,两者之间存在氢键的作用。选用二丙二醇甲醚(DPM)与二丙二醇丁醚(DPnB)为成膜助剂,按质量比1:1复配,漆膜硬度较高,表面效果好,其他性能也显着提高。

邵云[9]2013年在《磺酸盐型紫外光固化聚氨酯分散体的合成与性能研究》文中进行了进一步梳理紫外光(UV)固化技术具有节能、高效、涂层性能优异、适用于热敏基材等特点。水性UV固化体系相比于油性UV固化体系具有环保、无毒、易施工等优势,可广泛用于金属、木材、塑料、玻璃等为基材的工业制品涂料。UV固化聚氨酯分散体(UV-PUDs)是水性UV固化树脂中综合性能最好的水性树脂。目前,UV-PUDs的合成基本采用二羟基羧酸为亲水单体,在合成UV-PUDs时用量大,且产品耐水解性较差。采用单羟基丙烯酸酯封端法合成UV-PUDs是目前主要的合成方法,但存在碳碳双键含量较低,使得UV固化后涂膜交联度低,漆膜性能较差等缺陷。研究表明,采用二羟基丙烯酸酯扩链合成UV-PUDs提高了双键含量,漆膜性能好,采用纳米材料、环氧树脂等改性UV-PUDs也可以提高漆膜性能,但目前还在研究阶段。本文以新型的羟基磺酸盐(SPPG)为亲水单体,高双键含量的季戊四醇叁丙烯酸酯(PETA)为封端剂,环氧丙烯酸酯(EA)为改性剂,以及异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL-1000)等原料采用封端法和EA改性,合成了磺酸盐型UV-PUDs以及EA改性的UV-PUDs,并在UV-PUDs中添加涂料助剂和光引发剂制备成水性UV木器漆,研究了不同亲水基团含量、R值[R=n(-NCO)/n(-OH)]以及环氧丙烯酸酯的添加量这叁个变量对UV-PUDs性能和木器漆性能的影响。本文使用粘度计、激光粒度仪、透射电镜(TEM)等仪器对UV-PUDs的乳液性能进了测试,研究了叁个变量对粘度、平均粒径、粒径分布、粒子微观形态的影响;通过对UV-PUDs胶膜的红外光谱(FT-IR)、吸水率、凝胶含量、热重分析(TGA)、示差扫描量热(DSC)等测试,研究了叁个变量对吸水率、光固化效率、热稳定性和玻璃化转变温度的影响。通过对漆膜光泽度、硬度、附着力、抗粘连性、耐干热性以及耐化学品性包括耐水性、耐乙醇性、耐碱性、耐酸性、耐污性等性能的测试,研究了叁个变量对水性UV木器漆性能的影响。本文制备的UV-PUDs稳定性好,性能优良,添加环氧丙烯酸酯改性可以提高木器漆的光泽度、硬度、耐化学品性等性能。木器漆的光泽度最高可达94,铅笔硬度达到2H,综合性能优良,具有很高的应用价值。

张健堂[10]2010年在《木器漆用苯丙乳液的制备及性能研究》文中研究表明随着人们环保意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中挥发性有机化合物(VOC)含量的严格限制,促进了以水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。目前市场上的水性木器涂料品种有纯丙烯酸酯聚合物乳液涂料、水性醇酸涂料、苯丙乳液涂料、丁苯乳液涂料、聚氨酯水分散体涂料等。由于苯丙乳液涂料具有良好的性能,且成本低,现在已经成为发展最快的涂料品种之一。本文制备出了具有核壳结构的苯丙乳液并用于水性木器涂料。本文主要研究工作如下:通过对苯丙乳液聚合工艺的选择以及优化单体配方,制备了具有核壳结构的苯丙乳液,讨论了软硬单体的选择、阴非离子型乳化剂的配比及用量,功能性单体的选择和用量对乳液性能的影响,并研究了用苯丙乳液形成涂膜的性能影响。

参考文献:

[1]. 水性木器漆用单组份丙烯酸酯乳液的制备及应用研究[D]. 叶仙华. 江西科技师范大学. 2015

[2]. 用于木器漆的水性聚氨酯树脂的制备及性能研究[D]. 曹红菊. 四川大学. 2002

[3]. 水性聚氨酯树脂的改性及应用研究[J]. 孙揭阳, 郁平. 化学世界. 2005

[4]. 涂料用水性聚氨酯树脂的合成及性能研究[D]. 惠正权. 江南大学. 2007

[5]. 水性木器漆中消泡剂的应用研究[D]. 孙建刚. 北京化工大学. 2012

[6]. 苯丙胶乳的改性及其水性涂料的制备与应用[D]. 沈星星. 扬州大学. 2013

[7]. 水性聚氨酯哑光木器漆的制备和性能[D]. 朱雄. 华南理工大学. 2013

[8]. 水性树脂复配与成膜助剂选择对单组份水性木器漆性能的影响[J]. 吴服兵, 陈剑华, 陈中华, 陈海洪. 合成材料老化与应用. 2010

[9]. 磺酸盐型紫外光固化聚氨酯分散体的合成与性能研究[D]. 邵云. 华南理工大学. 2013

[10]. 木器漆用苯丙乳液的制备及性能研究[D]. 张健堂. 合肥工业大学. 2010

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用于木器漆的水性聚氨酯树脂的制备及性能研究
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