【摘 要】
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环氧树脂是传统的刚性聚合物材料,常用于水性聚氨酯改性,以改善聚氨酯的硬度低,耐碱差等缺点。但环氧改性乳液容易存在热贮不稳定或改性效果不明显等问题。本课题组以聚碳酸亚丙酯型多元醇（PPC）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、双酚A型环氧树脂E-44为主要原料,研究了环氧分别在预聚过程、扩链过程加入以及开环后对水性聚氨酯的改性性能影响,发现虽然环氧改性可以提高聚氨酯胶膜的性能,但环氧基团的引入通常会影响
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环氧树脂是传统的刚性聚合物材料,常用于水性聚氨酯改性,以改善聚氨酯的硬度低,耐碱差等缺点。但环氧改性乳液容易存在热贮不稳定或改性效果不明显等问题。本课题组以聚碳酸亚丙酯型多元醇（PPC）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、双酚A型环氧树脂E-44为主要原料,研究了环氧分别在预聚过程、扩链过程加入以及开环后对水性聚氨酯的改性性能影响,发现虽然环氧改性可以提高聚氨酯胶膜的性能,但环氧基团的引入通常会影响乳液的稳定性,这种稳定性阻碍了环氧改性聚氨酯乳液的实际应用。所以本文讨论环氧加入工艺及含量、亲水单体类型及含量、后扩链剂、中和度和熟化工艺等因素对EPUD的性能和储存稳定性的影响展开了讨论研究。并根据配方调整,最终获得了综合性能较好,储存稳定的环氧改性水性聚氨酯乳液。研究结果表明:1、延长环氧树脂在体系反应时间,或者提高反应温度,都有可以提高EPUD的热贮稳定性。如可利用环氧树脂在预聚阶段加入,延长熟化时间和熟化温度等工艺手段,提高EPUD的热贮存稳定性。2、减少体系环氧、羧基和三乙胺含量,可以明显改善EPUD的热贮存性能。如对环氧树脂进行开环处理,处理成环氧多元醇、用非离子型、磺酸盐型亲水单体等替换部分羧酸型亲水单体,减少DMPA含量以及三乙胺的加入量等手段,都可以提高改性乳液的热贮存稳定性。3、利用后扩链剂的调整,可以有效的改善EPUD的热贮存稳定性,其中二官能度的醇类扩链剂效果最好,得到改性乳液性能最优。4、低环氧含量的添加可以提高分子链间的交联度和乳液颗粒的紧密度,降低乳液颗粒粒径,改善乳液胶膜性能;过多加入环氧树脂时,会导致乳液性能的下降,可通过成膜固化的手段,对乳液进一步固化得到硬度高、力学性能优异和耐碱性能好的漆膜。5、随环氧含量的增加,改性乳液的粒径会逐步增大,可达198.3nm;漆膜硬度也会逐渐上升,可达2H;亲水性能会逐渐下降,吸水率5.2%;热分解稳定性能在0-20%区间内胶膜初始热分解温度会明显提高,最高可达272℃。6、不同环氧类型制备得到的改性乳液性能存在差异,环氧E-44制备得到的改性乳液粒径最大157.3nm,胶膜力学性能最优29MPa;环氧E-51制备得到的胶膜抗水性能最好吸水率仅4.5%;E-20制备得到的乳液粒径最小,胶膜热分解稳定较高。
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