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1、摘要基于电子产品应用的无卤涂料制备研究摘 要随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。本文主要研究了水性聚氨酯的结构与性能、制备，在阻燃剂探讨中分析了阻燃剂的分类、无机阻燃剂；在有机磷阻燃改性水性聚氨酯的研究中，设计了实验过程、进行了性能测试，最后给出了红外光谱分析、预聚体中P含量影响WPU乳液粒径以及极限氧指数及垂直燃烧研究；在对电子标签应用中水性聚氨酯的分析中，探讨了交联型PUA复合乳液、自交联型PUA复合乳液、互穿网络型PUA复合乳液、环氧树脂改性
2、水性聚氨酯乳液，最后就电子标签天线基材中进行了应用研究。研究表明采用FRC-6替代其他小分子二醇扩链剂，能够合成大量的稳定的有机磷阻燃改性的水性聚氨酯；如果P含量保持在一定范围内，那么P含量在预聚体中质量分数的增加同时还会影响PU的热释放速率，即降低热释放量，增大LOI，提高阻燃性能等。如果P的含量在预聚体中的质量分数是端点2.31，且氧指数是28，UL-94V-2级就是垂直燃烧的PU的阻燃性能等级；将DMAc作为溶剂，能够提高预聚体反应效率。如果要得到外观较好的半透明乳液，预聚体中DMBA用量必须控制在5。关键字：水性聚氨酯；预聚体；无机阻燃剂；复合乳液；RFIF基材IIIABSTRACTB
3、ased on the electronic product application of halogen free coating preparation researchAbstractAlong with the water-borne polyurethane synthesis and modification technology advances, the application of waterborne polyurethane has been greatly increased, which in turn because of the excellent propert
4、ies of waterborne polyurethane coatings and its good application prospect in recent years about the synthesis of waterborne polyurethane and modification research is also like a raging fire. This paper mainly studied the structure and the properties of the waterborne polyurethane, preparation, in fl
5、ame retardant agent to discuss the analysis of the flame retardant classification, inorganic flame retardant agent; In the organic phosphorus flame retardant modified waterborne polyurethane study, design the experimental process, the performance test, finally gives the infrared spectral analysis, p
6、re polymers of P content influence WPU emulsion particle size and limit oxygen index and vertical combustion research; In the electronic label application of waterborne polyurethane in the analysis, this paper discusses the crosslinking type PUA composite emulsion, self-crosslinking PUA composite em
7、ulsion, interpenetrating network PUA composite emulsion, epoxy resin modified waterborne polyurethane emulsion, finally the electronic tag antenna base material application research. Research shows that the FRC - 6 to substitute other small molecule glycol chain extension agent, can synthesize more
8、stable organophosphorous flame retardant modification of waterborne polyurethane; If P content to remain in a certain range, then P content in pre polymers in the increase of mass fraction of at the same time can also affect PU heat release rate, which reduce heat release quantity, increases the LOI
9、, improve the flame retardant performance, etc. If the content of P in the prepolymerization body mass fraction is end 2.31%, and oxygen index is 28%, UL - 94 v - grade 2 is vertical burning PU flame retarding performance level; Will DMAc as solvent, can improve the efficiency of prepolymerization b
10、ody reaction. If you need to get appearance translucence emulsion, pre polymers in DMBA dosage must be controlled in 5%. Key words: water-based polyurethane; Pre polymers; Inorganic flame retardant agent; Composite latex; RFIF base material目录目 录摘 要IIAbstractIII第一章 绪论71.1 课题来源11.2 国内外研究现状11.3 当前存在的问题
11、21.4 本文研究内容3第二章 水性聚氨酯分析42.1水性聚氨酯制备概述42.1.1水性聚氨酯的合成42.1.2 水性聚氨酯的改性52.2 水性聚氨酯的结构与性能82.3 水性聚氨酯的制备112.4阻燃剂122.4.1阻燃剂的分类132.4.2无机阻燃剂132.5 阻燃剂阻燃的基本原理152.5.1 凝聚相阻燃机理152.5.2自由基捕获机理162.5.3冷却机理162.5.4协同阻燃机理162.6 水性聚氨酯的阻燃的应用研究现状17第三章 有机磷阻燃改性水性聚氨酯193.1 简介193.2 实验过程203.2.1 实验基本材料203.2.2有机磷阻燃改性水性聚氨酯的合成203. 3 性能测试
12、213.3.1胶膜的处理和制造213.3.2红外光谱的检测223.3.3胶膜耐水性的检测223.3.4乳液稳定性测试223.3.5乳液粒径测试223.3.6热重测试223.3.7极限氧指数测试223.4 结果分析223.4.1红外光谱分析233.4. 2预聚体中P的含量影响WPU乳液外观、稳定性及胶膜性能243.4. 3预聚体中P含量影响WPU乳液粒径253.4.4 不同P含量的PU胶膜的热重研究263.4. 5微型燃烧量热研究273.4.6极限氧指数及垂直燃烧研究283.5本章小结29第四章 电子标签应用中水性聚氨酯的分析304.1 简介304.2 电子标签水性聚氨酯的研究背景304.2.1
13、交联型PUA复合乳液304.2.2 自交联型PUA复合乳液314.2.3 互穿网络型PUA复合乳液314.2.4 环氧树脂改性水性聚氨酯乳液314.2.5 聚硅氧烷改性324.2.6纳米材料复合改性324.2.7水性聚氨酯胶粘剂的交联方式324.3 电子标签天线基材中应用研究334.3.1 RFID天线334.4 实验过程334.4.1 原料334.4. 2水性聚氨酯乳液的制备334.4.3 RFID基材的合成344.4.4性能测试和条件344.5 测试344.5.1合成条件344.6影响水性聚氨酯乳液性能的要素354.6.1 DMBA加入形式354.6.2 DMBA用量354.6.3溶剂36
14、4.6.4预聚体中和度364.6.5加水量374.6.6固化剂的不同374.7结论38第五章 结论与展望405.1 结论405.2 展望40参考文献41致 谢44攻读硕士期间作者发表论文的情况45VI第一章 绪论第一章 绪论1.1 课题来源聚氨基甲酸酯简称聚氨酯(PU)，一般将在高分子链的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元-NH-CO-O-的高分子化合物称为聚氨酯，它的结构为-CO-NH-R-NH-CO-OR(n)，通常是由二元或多元异氰酸酯与含有两个或多个活泼氢的化合物通过逐步聚合反应聚合而成，属于缩聚反应，除了生成氨基甲酸酯键外，还生成脲、缩二脲等基团。聚氨酯可以分为溶剂性聚氨酯和水性聚
15、氨酯两大类。与溶剂性聚氨酯相比，水性聚氨酯(WPU)是以水替代有机溶剂，具有气味小、环保、操作简便，节约资源等优点，可与多种水性树脂复合以改进性能和降低成本。水性聚氨酯作为一种新型的绿色环保材料，目前已经广泛应用于轻纺、印染、皮革加工、木材加工和建筑涂料等方面，如此多的用途所涉及的几乎都是易燃材料，如果不对这些材料在使用时进行阻燃处理，必然存在引发火灾的潜在隐患。所以为了减少火灾的危险并能更好的保护人们的财产安全，这就对材料的阻燃性提出更高的要求，水性聚氨酯的阻燃化能满足这方面的要求，这也是水性聚氨酯功能化的重要方向之一。目前，对水性聚氨酯的阻燃化研究主要有两种方法，一种是通过添加大量的阻燃剂来提高水性聚氨酯的阻燃效果；另一种是采用含卤素的聚醚多元醇或聚醚二元醇作为反应单体或是含卤素的小分子二元醇或二元胺作为扩链剂来参与合成反应，尽管含有卤素的阻燃剂阻燃效果好，阻燃效能高，可以满足很多聚氨酯产品的阻燃要求，但它在燃烧过程中会产生许多烟雾和有毒有害的腐蚀性气体(如溴化氢)，因为这种气体扩散速度非常快，毒性非常大，在火灾中非常危险，严重妨碍了消防人员的扑救工作
