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1、毕业论文化工类毕业论文化工类本文由温情男友贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。扬州工业职业技术学院2009 2010 学年第 二 学期毕业设计（论文） 毕业设计（论文）（课程设计） 课程设计）课题名称：绿色涂料水性聚氨酯漆的研究 设计时间： 系 班 姓 部： 级： 名： 2009.10.12010.5.1 化 学 工 程 系 0702 高分子 杨 xx 孙 xx指导教师：目录1、前言 1环保与水性涂料 1 1.1 环保与水性涂料 1.2 水性涂料存在的问题. 2 1.3 水性聚氨酯涂料的发展现状 2 水性聚氨酯涂料的合成 3 1.4
2、水性聚氨酯涂料的合成 1.4.1 丙酮法 3 1.4.2 预聚体混合法 3 1.4.3 熔融分散缩聚法 3 1.4.4 酮亚胺/酮联氮法 4 1.4.5 保护端墓乳化法 4 水性聚氨酯涂料的改性 1.5 水性聚氨酯涂料的改性 4 1.5.1 丙烯酸酯类及含乙烯基的单体改性 4 1.5.2 环氧树脂改性 5 1.5.3 有机硅氧烷改性 6 1.5.3.1 含羟基或胺基的硅氧烷树脂改性.6 1.5.3.2 含乙烯基的硅氧烷单体进行改性 7 1.5.4 多元改性的方法 8 1.5.5 其它改性方法 82、实验部分 实验部分10基本原料10 2.1 基本原料性能测试10 2.2 性能测试3、结果与讨论
3、 12 结果与讨论讨论 12 3.1 讨论 结论 . 14 3.2 结论15 4、总结与展望15 总结与展望 4.1 结论 结论16 16 4.2 展望 展望.16 4.2.1 在建筑上的应用 16 4.2.2 在汽车上的应用 17 4.2.3 在木器家具上的应用 17 4.2.4 皮革涂饰.17 参考文献 参考文献 16 致谢 20第 II 页 共 22 页绿色涂料水性聚氨酯漆的研究 绿色涂料水性聚氨酯漆的研究 水性聚氨酯漆摘要:该文综述了水性聚氨酯漆的发展历史和特性，阐明了发展水性聚氨酯漆的价值和意义。并且对 摘要 近几年国内外水性聚氨酯漆丙酮法、预聚体混合法、熔融分散缩聚法、酮亚胺/酮联
4、氮法、保护端基 乳化法进行了综合说明。另外对水性聚氨酯漆所存在的问题进行了总结，并阐述了环氧树脂、有机 硅氧烷、丙烯酸酯类及含乙烯基的单体等对水性聚氨酯漆进行改性。最后对水性聚氨酯漆进行了展 望并阐述拉在汽车上、在木器家具上和皮革涂饰的应用。 关键词：水性聚氨酯 合成 关键词 改性 应用Summary of water-based polyurethane paint green paintyangxinlan 0702 Abstract： This paper reviews the history of development of water-borne polyurethane lac
5、quer and features, and illustrates that the development of water-borne polyurethane paint the value and significance. And right at home and abroad in recent years, water-based polyurethane paint acetone, prepolymer mixing method, melt dispersion polymerization method, ketone imine / ketones associat
6、ed nitrogen law, protection of client-based emulsion method of a consolidated statement. In addition to the water-based polyurethane paint the problems were summarized and described epoxy resins, organic siloxane, acrylic esters and products containing vinyl monomers such as pairs of water-based pol
7、yurethane paint was modified. Finally, water-based polyurethane paint was predicted and described pull in the car, in the wood furniture and leather finishing applications. Keywords：Waterborne Polyurethane、Synthetic、Modified、Apply1、前言 1.1 环保与水性涂料第 1 页 共 22 页虽着涂料工业的发展，涂料的花色、品种、功能越来越多，分工也越来越细，但在 涂料的制造
8、和施工过程中因有机溶剂的大量排放而对环境造成巨大的污染。 为限制有机 溶剂的排放， 涂料的固体化、 无溶剂化、 水性化已呈发展趋势， 业内人士广泛赞同的 “4E” 涂料（Economy，Efficiency，Ecology，Energy）即指上述涂料。其中，涂料的水性化是 近年来发展十分迅速的一个领域，已有不少成熟的产品和技术在广泛使用1。 水性涂料是以水作溶剂或分散介质的涂料。最早的商品化水性涂料是在 20 世纪 30 年代出现的。基于其对环境的相容性和保护性。并具有节省资源、节约能源的优点，水 性涂料产品很快就被市场接受，并逐渐发展扩大。日本、美国 1986 年水性涂料分别占 涂料总销售量
9、的 18%和 22%，英国 1995 年水性涂料产量占全国涂料总产量的 64.5%。 我国从 60 年代开始研究水性涂料，进入 90 年代后，国家大力扶持水性涂料的发展。目 前的市场占有率虽不是很高，但却具有广阔的发展前景。 1.2 水性涂料存在的问题 水性涂料的优点是显而易见的，但也存在着一些问题。与有机溶剂相比，水的蒸发 热较高，这就要求用其他手段来帮助水的蒸发。对于低温和高湿这两种特殊情况，水的 蒸发就更慢了，因此干燥时间长，而助溶剂的加入则更使其雪上加霜。由于助溶剂在帮 助成膜和提高涂膜性能方面是相当多的水性涂料不可缺少的组分， 故除去助溶剂并不是 一件容易的事情。 1.3 水性聚氨酯
10、涂料的发展现状 聚氨酯是氨基甲酸酯树脂的简称，其分子中含有特征单元结构氨基甲酸酯 （-NH-CO-） 。聚氨酯应用十分广泛，作为涂料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学 品性、硬度大、高弹性等优点。 水性聚氨酯（PU）是水性涂料中很有发展潜力的一种，在很多领域都得到了广泛的 应用，它包括单组分聚氨酯涂料和双组分聚氨酯涂料两种，是以水为介质的二元胶态体 系，不仅具有无毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可靠、不易损伤被涂饰表面、 易操作和改性等优点； 同时还具有溶剂型聚氨酯的一些重要的性能特征， 使得它在织物、 皮革涂饰及粘合剂等许多领域得到了广泛的应用。 单组分水乳型聚氨酯的特征在于很高 的断裂
11、伸长率（达到 800%以上）和较高的抗拉伸强度（达 20MPa 左右） ，但因其具有 线型结构，分子中含有亲水基团，其耐水性、耐溶剂性较差，应用受到了限制. 水性双组分聚氨酯涂料的应用领域基本上与溶剂型涂料相当，既可用于热敏材料 （如木材、塑料）和不能烘烤的大型物件，也可用于诸如汽车类的烘烤物件.通过对报道第 2 页 共 22 页的实验数据进行对比， 表明， 水性双组分聚氨酯涂料除了干燥时间稍长和适用期稍短外， 涂膜的装饰性、机械性能、耐化学性和耐候性均可与溶剂型双组分 PUR 涂料相媲美。 1.4 水性聚氨酯涂料的合成 水性聚氨酷的制备方法通常可分为外乳化法和内乳化法两种.外乳化法是指采用外
12、 加乳化剂，在强剪切力作用下强制性地将聚氨酯粒子分散于水中的方法，但因该法存在 乳化剂用量大、反应时间长以及乳液颗粒粗、最终得到的产品质量差、胶层物理机械性 能不好等缺点，因而目前生产基本不用该法2内乳化法又称自乳化法，是指在聚氨酯分 子结构中引人亲水基团无需乳化剂即可使自身分散成乳液的方法， 因此成为目前水性聚 氨酷生产和研究采用的主要方法.内乳化法又可分为丙酮法、 预聚体混合法、 熔融分散法、 酮亚胺/酮联氮法、保护端基乳化法。 1.4.1 丙酮法 首先合成含-NCO 端基的高粘度聚氨酯预聚体，加丙酮溶解，使其粘度降低，然后 用含离子基团扩链剂进行扩链，在高速搅拌下通过强剪切力使之分散于水
13、中，乳化后减 压蒸馏脱除溶剂丙酮，得到水性聚氨酯分散液。 丙酮法易于操作，重复性好，制得的水性聚氨酯分子量可变范围宽，粒径的大小 可控，产品质量好，是目前生产水性聚氨酯的主要方法。但该法需使用低沸点丙酮，易 造成环境污染，工艺复杂，成本高，安全性低，不利于工业生产。 1.4.2 预聚体混合法 首先合成含亲水基团及端-NCO 的预聚体， 当预聚体的相对分子量不太高且粘度较 小时，可不加或加少量溶剂，高速搅拌下分散于水中，再用亲水性单体(二胺或三胺)将 其部分扩链，生成相对分了量高的水性聚氨酯一脉。最终得到水性聚氨酯分散液。为合 成低粘度预聚体，通常选择脂肪族或脂环族多异氛酸酷，因为这两种多异氰酸
14、酷的反应 活性低，预聚体分散于水中后用二胺扩链时受水的影响小。但预聚体混合分散过程必须 在低温下进行，以降低-NCO 与水的反应活性;必须严格控制预聚体粘度，否则预聚体在 水中分散将非常困难,预聚体混合法避免了有机溶剂的大量使用， 工艺简单， 便于工业化 连续生产。缺点是扩链反应在多相体系中发生，反应不能按定量的方式进行。 1.4.3 熔融分散缩聚法 熔融分散缩聚法又称熔体分散法，是一种无溶剂制备水性聚氨酯的方法。该法把异 氛酸酯的加聚反应和氨基的缩聚反应紧密地结合起来。先合成带有亲水性离子基团和 -NCO 端基的聚氨酯预聚物，预聚物与尿素进行加聚反应得到含离子基团的端脉基聚氨第 3 页 共 22 页酯双缩二脉低聚物。此低聚物在熔融状态下与甲醛水溶液发生缩聚反应和经甲基化应， 形成含经甲基的聚氨酯双缩二脉，用水稀释后，得到稳定的水性聚氨酯分散液。 该方法的特点:反应过程中不需要有机溶剂， 工艺简单， 易
