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聚碳酸亚丙酯多醇(PPC)是合成聚氨酯的新型材料,相比于传统聚醚、聚酯型聚氨酯,PPC型聚氨酯同时拥有耐水解、高力学强度的优点。本课题组多年来一直研究PPC的合成与应用,现开发的PPC性能媲美聚碳酸酯二醇(PCDL)且价格远远低于PCDL,并开发了一系列性能优良的PPC型水性聚氨酯产品。本论文以PPC、IPDI、DMPA、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和苯乙烯(St)等为主要原料,合成了一系列不同类型的PPC型水性聚氨酯—丙烯酸酯(PUA)乳液,制备塑料涂料,研究了合成工艺、外乳化剂、引发剂、PU/PA、PUA中PU与PA组分软硬段、HEMA含量和外加固化剂用量等对单组分PUA乳液及塑料涂料性能的影响,找到影响得到最佳的合成配方。本文还用双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、己二酸二酰肼(ADH)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对PUA进行改性,用该交联改性PUA制备交联改性塑料涂料,探讨DAAM用量、ADH用量和GMA用量对交联改性PUA乳液及交联改性塑料涂料性能影响。在此交联改性PUA基础上用KH-550进一步进行改性得到硅烷偶联剂、交联双重改性PUA乳液,并制备双重改性塑料涂料,并考察KH-550对其性能影响。另外,本文还制备了PA组分和PU组分均是-OH封端的PUA多元醇,并于亲水改性多异氰酸酯固化剂反应合成双组分PUA乳液,并制备了双组分塑料涂料,考察了PU组分-OH含量、PA组分-OH、PU/PA和双组分体系n-NCO/n-OH对双组分塑料涂料性能影响,研究结果如下:(1)合成工艺、外乳化剂和引发剂对单组分PUA乳液和塑料涂料性能影响很大。其中,最佳合成工艺为:中和前引入苯乙烯(St)等乙烯基单体降粘度,在水中加外乳化剂,再乳化、引发的工艺制备单组分PUA乳液。此工艺外乳化剂搭配为SDS/OP-10=1或1.5,引发剂为过硫酸铵(APS)。只有采用该工艺制备的塑料涂料才能在PS上有良好的附着力。(2)PUA的合成参数如PU/PA、PUA中PU与PA组分软硬段、HEMA含量对PUA乳液和塑料涂料性能影响较大。随着PU/PA值下降,涂膜附着力、铅笔硬度、耐乙醇性均得到提升,对涂膜耐水性影响不大,乳液的离心稳定性反而下降;PU软硬段其性能影响不大;苯乙烯在PA组分含量提升,涂膜附着力明显提升,对其他性能影响不大;HEMA用量增加,涂膜附着力提升,铅笔硬度增强,耐水性变好,耐醇性受其影响不大,离心稳定性在HEMA封端率达到一定程度下降。另外对单组分塑料涂料加入适量固化剂,涂膜硬度和耐性上升但附着力反而下降了。(3)当PU/PA=4:6、m(St)/m(PA)不低于70%、HEMA封端率在20%—30%之间并用最佳合成工艺制备的PUA乳液稳定性优良,单组分塑料涂料在PS基材上的附着力可达0级,除了铅笔硬度和耐醇性有待改进,其他综合性能优良。(4)经过交联改性塑料涂料,铅笔硬度和耐醇性都有一定程度提升。用KH-550进一步改性的双重改性塑料涂料,在耐醇性上得到很大的提升,耐醇性达到应用要求,但在PS板的铅笔硬度仍为B级。(5)制备双组分塑料涂料时,PUA多元醇的PU组分-OH含量、PA组分-OH、PU/PA和双组分体系n-NCO/n-OH对其涂膜性能影响很大。经综合分析,当m(HEMA)/m(PA)=25%、PU中Rt=0.8、PU/PA=4:6、n-NCO/n-OH=1.5时,双组分塑料涂料作为面涂,附着力为0级,在PS板的铅笔硬度达到H级,涂膜各种耐性优良,满足水性涂料应用要求,具有广阔应用前景。