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作者：段晓俊华南理工大学

学位级别：硕士

木器涂料水性化已成为国际涂料发展的趋势。双组份水性聚氨酯涂料(2K-WPU)涂膜性能优异,是目前的研发重点。2K-WPU由水性聚合物多元醇和水性多异氰酸酯固化剂组成。其中羟基聚丙烯酸酯乳液(羟丙乳液)制得的2K-WPU涂膜具有优异的保色、... 详细信息

木器涂料水性化已成为国际涂料发展的趋势。双组份水性聚氨酯涂料(2K-WPU)涂膜性能优异,是目前的研发重点。2K-WPU由水性聚合物多元醇和水性多异氰酸酯固化剂组成。其中羟基聚丙烯酸酯乳液(羟丙乳液)制得的2K-WPU涂膜具有优异的保色、保光和耐候性,且其分子量、Tg和羟基含量容易调节,是2K-WPU水性羟基树脂的首选。现有高羟基单体含量的羟丙乳液存在聚合稳定性差、涂膜外观差、硬度不够高、耐介质性不够好等缺点。同时,2K-WPU木器涂料配制后施工性能的变化规律不明确、涂装环境的不可控等是限制其推广应用的重要因素,急需配套涂装解决方案辅助推广。本论文研究了合成工艺、原料体系、醛酮树脂及小分子多元醇的种类和添加量对羟丙乳液聚合稳定性的影响,探明改性羟丙乳液对2K-WPU涂膜性能的作用机理,阐明了2K-WPU木器涂料的施工与干燥条件对其性能的影响规律。通过对羟丙乳液聚合稳定性的影响因素进行研究,发现采用预乳化工艺制备羟丙乳液的聚合稳定性最佳,添加醛酮树脂需随种子预乳化液加入,小分子多元醇需在乳液熟化阶段以水溶液形式加入;羟基单体亲水性越强,羟丙乳液聚合稳定性越差;选用高HLB值的阴离子乳化剂,底料加入COPS-1/2,预乳化液加入ER-10/30,羟丙乳液的聚合稳定性最佳;饥饿态加料或减少引发剂添加量适当减慢反应速率,添加链转移剂减小聚合物分子量均有助于提高羟丙乳液的聚合稳定性。通过研究羟丙乳液对2K-WPU涂膜性能的影响,发现当HEMA为羟基单体、乳化剂体系为SLS(0.5%)/ER-30(0.75%)/COPS-2(0.75%)、总羟基含量为2.0%、Tg为40℃、链转移剂添加量为0.5%时,可制得性能较佳的2K-WPU涂膜。另外,添加3.0%的醛酮树脂KR-120B改性羟丙乳液可提高涂膜硬度,添加1.0%官能度高羟基含量低的Di-TMP改性羟丙乳液可提高涂膜硬度和耐性。采用Di-TMP改性羟丙乳液配制2K-WPU木器涂料,研究施工及干燥条件对2K-WPU涂膜性能的影响,发现Di-TMP改性羟丙乳液配制的2K-WPU涂料粘度先下降后上升,使用时需先静置一段时间,待其粘度不再下降后再通过水调节粘度进行施工;其适用期为4h,用于木器时2K-WPU的NCO:OH值常在1.0-1.8之间选择;微波红外耦合干燥技术更适用于2K-WPU涂膜的干燥;2K-WPU涂膜最适宜的干燥湿度为40%-60%。

关键词：双组份水性聚氨酯羟丙乳液聚合稳定性醛酮树脂小分子多元醇

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羟丙乳液聚合过程凝胶物质的研究

引用

中国涂料 2016年第6期31卷 14-16页

作者：段晓俊朱延安嘉宝莉化工集团股份有限公司广东江门529085

通过分析羟丙乳液凝胶物质的产生时机、聚集位置和凝胶量,确定了凝胶物质的主体部分为悬浮于乳液中的凝胶物质。通过对比羟丙乳液、纯丙乳液和苯丙乳液的凝胶物质不同的物理化学特性,推断出羟丙乳液凝胶物质的分子量不大,并分析其产生... 详细信息

通过分析羟丙乳液凝胶物质的产生时机、聚集位置和凝胶量,确定了凝胶物质的主体部分为悬浮于乳液中的凝胶物质。通过对比羟丙乳液、纯丙乳液和苯丙乳液的凝胶物质不同的物理化学特性,推断出羟丙乳液凝胶物质的分子量不大,并分析其产生的主要原因为水相成核过程聚合物和胶粒的析出。最终,通过采用预乳化工艺成功消除了羟丙乳液的凝胶物质。

关键词：羟丙乳液凝胶物质预乳化

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