论文部分内容阅读
本论文主要对用于双组份水性聚氨酯涂料的聚酯和聚丙烯酸酯的杂化多元醇进行了详尽的研究,内容分为两个部分,第一部分为酯化型聚酯丙烯酸酯杂化水分散体的制备,第二部分为互穿网络型聚酯丙烯酸酯杂化水分散体的制备。(1)首先用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸合成一种含羧基的丙烯酸酯预聚体,然后将它与多元醇、多元酸以及间苯二甲酸-5-磺酸钠(5-SSIPA)进行酯化反应,形成一种大分子聚酯实现聚酯和聚丙烯酸酯的杂化,且直接在杂化多元醇链段上引入了磺酸盐基团,无需胺中和就能很好地实现杂化多元醇树脂的水性化。通过热重分析、凝胶渗透色谱(GPC)、黏度、粒径、Zeta电位、涂膜性能测试对影响杂化水分散体及涂膜性能的因素进行了探讨。结果表明:丙烯酸酯预聚体在220℃的反应温度下符合热稳定性的要求,不会发生热降解;优选的丙烯酸含量为7%~8%,引发剂用量为5%~6%,醇超量为1.3~1.4。对杂化水分散体储存稳定性的研究表明,5-SSIPA含量的提高在一定程度上可以提高水分散体的储存稳定性,但达不到理想的效果;辅以胺类中和,在中和度为30%~60%时,可以达到热储30天的效果。基于不同水性化方式的杂化多元醇性能的对比结果显示磺酸盐型杂化多元醇的涂膜比胺中和型的有更好的耐水性和抗腐蚀能力,但是储存稳定性略有不足。(2)首先用多元酸和多元醇酯化缩聚制备出聚酯多元醇,然后采用将丙烯酸酯类单体在聚酯多元醇网络中溶胀聚合的分步法制备了具有类互穿网络结构的聚酯丙烯酸酯杂化多元醇,胺中和成盐实现树脂水性化。探索了能够获得最佳相容性的杂化多元醇的制备方法,研究了聚酯与聚丙烯酸酯比例、引发剂用量、玻璃化转变温度等因素对分散体及其涂膜性能的影响,并对单一多元醇组分与杂化多元醇的性能进行了比较。实验结果表明:将丙烯酸类单体和聚酯混合后同时滴加的方式制备的杂化多元醇互穿程度最高、两组分相容性最好;在聚酯含量为20%~30%、引发剂用量为3%~4%、聚丙烯酸酯的Tg为25℃~35℃时,分散体及其涂膜性能较好;类互穿网络型的聚酯丙烯酸酯杂化多元醇可有效地使两种多元醇之间产生协同效应,获得比单一组分更优异的性能。