基于電子產(chǎn)品應(yīng)用的無(wú)鹵涂料制備研究-文庫(kù)吧
2025-06-08 18:22 本頁(yè)面
【正文】 業(yè)化程度都取得了很大進(jìn)步。 本文研究?jī)?nèi)容本文主要研究以下內(nèi)容：有機(jī)磷阻燃改性水性聚氨酯的制備與性能表征：以聚醚(N．210)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)、氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH．602)等為主要原料合成了系列有機(jī)磷(P)阻燃改性的水性聚氨酯(wPU)。通過(guò)紅外、吸水率、熱分析、極限氧指數(shù)測(cè)試、微型燃燒量熱等測(cè)試研究了FRC6的加入對(duì)聚氨酯耐水性、熱性能、阻燃性能的影響。硅溶膠阻燃改性水性聚氨酯的制備與性能表征：由聚醚(N．210)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、二羥甲基丙酸(DMPA)合成水性聚氨酯(WPU)乳液。采用機(jī)械分散的方式將納米硅溶膠按計(jì)量加入到WPU乳液中，得到一系列硅溶膠改性的WPU乳液。并對(duì)改性后的水性聚氨酯進(jìn)行紅外、吸水率、熱分析、氧指數(shù)等測(cè)試，表征其結(jié)構(gòu)，同時(shí)研究了硅溶膠的加入對(duì)水性聚氨酯耐水性、熱性能及阻燃性能的影響。第二章 水性聚氨酯分析 水性聚氨酯的分類水性聚氨酯原料繁多，配方多變，制備工藝各不相同，為方便研究、應(yīng)用，常對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸悺０捶稚顟B(tài)分類按分散狀態(tài)可以將水性聚氨酯分為水性聚氨酯乳液、聚氨酯水溶液以及水性聚氨酯分散液。而在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用最多的當(dāng)數(shù)水性聚氨酯乳液和水性聚氨酯分散液，其性能差別見(jiàn)表21。表21水性聚氨酯的形態(tài)分類按水性單體或者親水基團(tuán)的電荷性質(zhì)分類根據(jù)水性聚氨酯大分子的主鏈或者側(cè)鏈上是否含有親水的離子基團(tuán)和所含離子基團(tuán)的種類，水性聚氨酯可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型以及混合型水性聚氨酯。其中陰離子型產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣，根據(jù)陰離子的種類，陰離子型水性聚氨酯又可細(xì)分為羧酸型和磺酸型兩大類；非離子型水性聚氨酯，即分子中不含有離子基團(tuán)的水性聚氨酯，近年來(lái)，其在大分子表面活性劑、締合型增稠劑方面的應(yīng)用越來(lái)越多；陽(yáng)離子型水性聚氨酯滲透性好，具有抗菌、防霉性能，主要應(yīng)用于皮革涂飾劑。按制備聚氨酯的基本原料分類按制備水性聚氨酯的主要原料多元醇的類型，可分為聚醚型、聚酯型、聚烯烴型以及聚醚、聚酯混合型等。按所選用的二異氰酸酯原料的不同，水性聚氨酯又可以分為芳香族、脂肪族、芳脂族和脂環(huán)族，按具體原料還可細(xì)分為T(mén)DI型、HDI型、IPDI型等。芳香族水性聚氨酯具有明顯的黃變性，耐候性較差，屬于低端普及型產(chǎn)品；脂肪族水性聚氨酯則具有很好的保色性、耐候性，但價(jià)格較高，屬于高端產(chǎn)品；芳脂族和脂環(huán)族的性能介于二者之間。按產(chǎn)品的使用形式分類按使用形式，水性聚氨酯可以分為單組份水性聚氨酯和雙組份水性聚氨酯。單組分水性聚氨酯，可以直接使用或無(wú)需交聯(lián)劑即可得到，它包括單組份熱塑型、單組份自交聯(lián)型和單組份熱固型3種類型；雙組份水性聚氨酯，包括水性聚氨酯主劑和交聯(lián)劑(又稱固化劑)兩部分，在使用中必須給水性聚氨酯主劑添加交聯(lián)劑才能獲得和單組份水性聚氨酯一樣甚至更好的性能。絕大多數(shù)雙組份水性聚氨酯一般先用異氰酸酯和醇進(jìn)行親水改性反應(yīng)，分別合成一組分含有NCO基的預(yù)聚體和一組分含有．OH或NH2的預(yù)聚體，兩者只在使用時(shí)才混合在一起，并且在室溫下就能立即反應(yīng)，形成交聯(lián)。另外可以用水性多異氰酸酯作為固化劑對(duì)聚脲．聚氨酯乳液進(jìn)行交聯(lián)固化。 水性聚氨酯的結(jié)構(gòu)與性能 眾所周知，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定產(chǎn)品性能，水性聚氨酯作為具有一定化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，也不例外，其性能的改變也離不開(kāi)其結(jié)構(gòu)的變化， 影響水性聚氨酯性能的主要結(jié)構(gòu)因素有很多，現(xiàn)澤其重要方面做一闡述。分散性聚氨酯只有經(jīng)過(guò)了乳化這一步才能成為真正意義上的水性聚氨酯，通常我們將乳化之前的體系稱為聚氨酯預(yù)聚體。水性聚氨酯預(yù)聚體的乳化是在高速分散劑上進(jìn)行的，其過(guò)程大體可以分為三個(gè)階段，也稱三階段模型。第一階段，隨著水(去離子水)的少量且緩慢的加入，預(yù)聚體體系局部出現(xiàn)渾濁，這時(shí)的體系為兩相，一相是水，另一相是預(yù)聚體，水的加入促使了成鹽基團(tuán)的電離，同時(shí)削弱了含離子部分的鏈段間的庫(kù)侖力，這一階段體系黏度稍微有所下降；第二階段，伴隨水的進(jìn)一步的緩慢加入，整個(gè)體系逐漸變的渾濁，成鹽基團(tuán)的電離程度進(jìn)一步加大，水進(jìn)入到分子鏈中，分子的溶劑化層被破壞，分子中疏水鏈段(親油鏈段)發(fā)生蜷曲纏繞并相互靠近，形成疏水性聚集體，導(dǎo)致體系黏度逐漸升高，并達(dá)到一個(gè)極值。當(dāng)體系的黏度最高時(shí)，疏水鏈段的聚集程度達(dá)到了最大，此時(shí)再加水，就會(huì)發(fā)生相轉(zhuǎn)變，我們把這個(gè)即將達(dá)到相轉(zhuǎn)變的狀態(tài)稱為相轉(zhuǎn)變的臨界狀態(tài)；第三階段，伴隨水的再進(jìn)一步加入，體系黏度從最高點(diǎn)驟然下降，此時(shí)體系由w／o向O／W轉(zhuǎn)變，連續(xù)相由有機(jī)相變?yōu)樗?。另外需要?qiáng)調(diào)的是，水性聚氨酯乳液在分散時(shí)會(huì)受到攪拌速度以及溫度的影響，但主要還是受到親水基團(tuán)含量的影響，預(yù)聚體要能充分分散于水中，必須靠親水單體的驅(qū)動(dòng)，親水性增加，產(chǎn)生的粒徑減小。乳液穩(wěn)定性穩(wěn)定性是水性聚氨酯乳液的首要性能，乳液不能穩(wěn)定，其他一切性能都無(wú)從談起。乳液穩(wěn)定要求在一定存放時(shí)間內(nèi)不發(fā)生沉淀、凝固等變質(zhì)現(xiàn)象。由于水性聚氨酯乳液的種類不同，關(guān)于乳液穩(wěn)定的解釋就分為兩種。非離子型乳液的穩(wěn)定性可以用熵排斥理論予以解釋。離子型乳液的穩(wěn)定性和乳膠粒子表面雙電層的(電位有關(guān)，電位越高，乳膠粒子間電荷的排斥力越大，微粒越不易發(fā)生聚集，乳液越穩(wěn)定，電位越低，乳膠粒子間電荷的排斥力越小，微粒越容易繁盛團(tuán)聚，乳液越不穩(wěn)定。)電位的高低，取決于乳膠粒子表面電荷所構(gòu)成的雙電層的厚薄，也就是取決于親水基團(tuán)的含量、電離度(a)以及酸堿程度(pK)。隨離子基團(tuán)濃度的增高，羧基的pK越d,，電離度a越大，乳液的穩(wěn)定性越好。影響乳液貯存穩(wěn)定性有兩個(gè)主要因素：聚氨酯微粒的粒徑與聚氨酯的耐水解性。若要了解粒徑的影響，可以通過(guò)離心加速沉降實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬貯存穩(wěn)定性，通常在離心機(jī)中以3000r／rain轉(zhuǎn)速離心沉降15rain后，若無(wú)沉淀，可以認(rèn)為有6個(gè)月的貯存穩(wěn)定性；若聚氨酯耐水性差，水的參與使羧酸電離，產(chǎn)生了羧基，降低了pH值，增大了酸性，使乳液凝
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