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水性聚氨酯涂料具有无毒、无味、不污染环境、安全环保的特点,正在逐步取代传统的溶剂型涂料,特别是水性双组分聚氨酯涂料,由于具有较高的交联密度,其性能可与溶剂型涂料相媲美,已经引起了人们极大的兴趣。本论文制备了两种用于水性双组分聚氨酯涂料的含羟基组分(A组分),即阳离子型丙烯酸分散体和阴离子型丙烯酸分散体,研究了这两种分散体在制备过程中亲水单体、羟基单体、硬软单体比例、引发剂、中和剂和中和度等对聚合物分散体粘度和粒径的影响。以聚乙二醇单甲醚改性HDI三聚体制备了水可分散多异氰酸酯(B组分)。将A、B两组分配合,制备了水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂料,研究了对漆膜性能的影响因素。
1.阳离子型羟基丙烯酸树脂分散体的粒径随亲水单体甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)、羟基单体丙烯酸羟乙酯(HEA)、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)用量的增加而减小,粘度则上升;硬单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和软单体丙烯酸丁酯(BA)比例(MMA/BA)越大,分散体粒径越小,粘度越大;用乙酸中和时可得到良好的分散体。
2.阴离子型羟基丙烯酸树脂分散体的粒径随亲水单体丙烯酸(AA)、HEA、AIBN用量的增加而减小,粘度则上升;MMA/BA比例对分散体粒径和粘度影响不明显;当中和度为100%时得分散体性能较好。
3.以聚乙二醇单甲醚改性HDI三聚体,当两者的NCO/OH比例为18:1时得水分散性良好的水性多异氰酸酯。
4.将制得的阳离子型羟基丙烯酸分散体与亲水改性多异氰酸酯组分配制阳离子型水性双组分聚氨酯涂料,漆膜耐水性和耐化学品性随DMAEMA用量增加而下降,随HEA用量的增多而上升,硬度随MMA/BA比例的增大而上升,A、B组分间NCO/OH比例高涂膜性能好。在任何条件下,涂膜均具有良好的附着力、柔韧性和冲击强度。当DMAEMA用量为5%,HEA用量为15%,MMA/BA质量比为2,NCO/OH为1.2~1.4可得到满意的涂膜。
5.以阴离子型羟基丙烯酸分散体与亲水改性多异氰酸酯组分配制阴离子型水性双组分聚氨酯涂料,涂膜均具有良好的附着力、柔韧性和冲击强度,但耐水性和耐化学品性普遍较差,耐水性和耐化学品性随AA用量增加而下降,随HEA用量的增多而上升,硬度随MMA/BA比例的增大而上升,A、B组分间NCO/OH也影响涂膜性能。当AA用量为2%,HEA用量为15%,MMA/BA质量比为2.5~3,NCO/OH为1.2~1.4可得到满意的涂膜。