浸渍纸用封闭型水性聚氨酯浸渍液的制备及其应用研究

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本研究以异佛尔酮二异氰酸酯为原料,利用封闭技术对其加以利用制备成用于浸渍胶膜纸的封闭型水性聚氨酯浸渍液,论文主要包括四个方面的内容:选用3,5-二甲基吡唑、咪唑、己内酰胺分别作为封闭剂,制备封闭型异氰酸酯,研究了封闭产物的结构特征、解封温度及其解封闭动力学;以咪唑作为封闭剂制备了封闭型水性聚氨酯浸渍液,探讨了预聚体R值、DMPA添加量以及中和度对乳液性能的影响;采用单因素试验法对浸渍胶膜纸的浸渍干燥工艺过程中的浸胶量和预固化度进行了研究;采用正交试验的方法研究了热压过程中的温度、时间、压力对饰面人造板的理化性能的影响。所得主要结论如下:1.咪唑通过Kissinger方程和FWO方程求得的活化能分别为65.1k J/mol和65.8k J/mol,初始解封温度为139.1℃;3,5-二甲基吡唑通过Kissinger方程和FWO方程求得的活化能分别为84.3k J/mol和75.3k J/mol,初始解封温度为140.8℃;己内酰胺通过Kissinger方程和FWO方程求得的活化能均为100k J/mol,初始解封温度为153.4℃;三种封闭产物通过Crane方程的求得的反应级数n都为非整数,说明了热解反应过程的复杂性;和其他两种封闭剂相比,咪唑的解封温度较低,成本较低,解封后不会对环境造成污染,后期制备浸渍液时选用咪唑作为封闭剂。2.制备的咪唑型封闭水性聚氨酯浸渍液在室温下有较好的储存稳定性,封闭体系的初始解封温度为140℃,当R为2.0,DMPA为6%,中和度为90%-100%时,制备出的封闭型水性聚氨酯乳液粒径较小、均匀稳定,综合性能优良。3.在实验测试的范围内,对浸渍纸进行抽真空处理时,浸胶量随真空度和抽真空时间的增加而增大,而真空后处理时间对其影响不大;真空度为-0.02到-0.06MPa时,预固化度变化不大,真空度为-0.06到-0.1时,预固化度随着真空度的增大而升高。常压浸渍时,浸胶量随着时间和温度的升高而增大,但是增大的量较小。预固化度随着干燥时间和干燥温度的增大而增大。综合考虑,浸渍较优工艺选用真空度为-0.08MPa的抽真空处理,真空时间5min;常压干燥时间45min,干燥温度90℃。4.热压参数对表面胶合强度的影响不大,对表面耐磨性的影响大小关系为:温度>时间>压力,温度对表面耐水蒸汽的影响较大。综合考虑,自制的浸渍胶膜纸的较优热压工艺为:温度为180℃,时间为180s,压力为2.5MPa,此时饰面纤维板的表面胶合强度为1.16MPa,表面磨耗值为0.649mg/r,表面耐水蒸汽为4级,均符合国标要求。
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