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与阴离子水性聚氨酯产品相比,目前阳离子型水性聚氨酯(CWPU)的产品类型还不够丰富,合成技术不太成熟。本课题用丙酮法利用聚酯二元醇(PE-1000)和三羟甲基丙烷聚乙二醇醚(YmerTMN120)为原料,自主合成的内交联阳离子型水性聚氨酯树脂外观好,硬度高,耐水耐醇性优。这有助于今后对阳离子型水性聚氨酯进行更深入的研究。由于CWPU的正电荷优势,使其在水性木器封闭底漆应用领域有很好的发展前景。本课题首先按照确定的CWPU的合成路线,成功地合成了CWPU树脂。为了获得性能优良的阳离子型水性聚氨酯树脂,本课题首先对工艺条件进行了考察,分别对合成过程中反应温度、反应终点的控制,催化剂种类和用量的选择以及溶剂的用量进行了详细分析,确定了最佳工艺条件。此外,本课题还对影响阳离子水性聚氨酯树脂性能的因素采用单一变量法进行了分析,考察了不同的原料及其用量对树脂的影响。主要通过分析树脂的外观、粒径、粘度、贮存稳定性、吸水率、固含、硬度、拉伸强度和断裂伸长率等几个方面对各种因素进行了分析。通过研究发现影响树脂上述性能的因素包括树脂的平均分子量、聚酯二元醇的种类及用量配比、氮甲基二乙醇胺(MDEA)的含量、1,6-己二醇(HDO)的含量、蓖麻油(C.O.)的含量,中和度以及扩链系数等。研究发现:当采用PE-1000和YmerTMN120混合使用作为原料,二者比例在1/5~1/4范围内,树脂性能较好。并确定了树脂预聚体分子量在3000~5000,亲水单体MDEA的用量在10.0%~12.0%,小分子单体HDO的用量在6.0%~7.0%,多元醇C.O.的含量为5.0%~6.0%,中和度在100%,扩链系数为0.6时合成的CWPU固含硬度高,耐水耐醇性能优异,且具有较小的粘度。本课题在合成的CWPU树脂中加入适量相关助剂,成功制备出了CWPU水性木器封闭底漆。考察了影响制备的封闭底漆效果的几种因素,当润湿分散剂BL-240用量在0.7%;消泡剂BYK028用量0.5%;成膜助剂用量为0.8%;增稠剂RM2020用量为1.2%;流平剂Tego®Glide 482用量为0.2%时,对配制的木器封闭底漆进行性能测试并与未经封闭情况下对比,结果表明:本实验制备的CWPU水性木器底漆涂膜外观光滑平整,硬度高,耐磨性好,粘度小,润湿性好,附着力强,封闭效果好。