1. 研究目的与意义
水性聚氨酯具有优良的耐水、耐溶剂、耐化学腐蚀等优点,广泛用于纺织印染加工、皮革加工、粘合剂、家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等。但单一的水性聚氨酯耐高温、耐水性较差,限制了它的推广应用。有机硅氧烷具有独特的化学结构,其表面能较低,因此在成膜过程中向表面富集,可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。有机硅氧烷改性水性聚氯酯,既可以弥补有机硅氧烷的不足,又可以得到耐水、耐油污性能和耐高低温等综合性能优异的水性聚氨酯材料。在涂料工业中,聚氨酯是聚合物家族中使用量最多、也是最有前景的一类,但是其热稳定性和力学性能限制了它的应用范围。因此需要用性能优异的有机硅对其改性。在有机硅改性水性聚氨酯涂料中,随着硅氧键成分的加入,使得改性后的水性聚氨酯有足够的伸缩性和弹性来保证它在使用过程中的理化和力学性能优异,有机硅改性水性聚氨酯涂料可以应用于航海、汽车和航空领域。
2. 国内外研究现状分析
汪立强等采用环氧树酯、有机硅复合改性的水性聚氨酯进行了研究,结果表明扩链温度控制在65～70℃,环氧树脂的含量7%,有机硅含量为6%～7%时,和环氧树脂一起共聚改性,得到的乳液十分稳定,膜综合性能十分良好的水性聚氨酯分散体。
李永清等利用多元胺类作固化剂,合成一系列氨基聚硅氧烷改性的聚氨酯/环氧互穿网络聚合物。结果表明,氨基聚硅氧烷/聚氨酯/环氧互穿网络聚合物(ag-ppu-ep)是一种具有良好疏水性能的新型低表面能材料,同时其力学性能的变化与氨基聚硅氧烷的含量以及分子量的大小等密切相关。
孙道兴等以环氧树脂与含硅聚氨酯树脂接枝共聚得到的水性聚氨酯改性环氧丙烯酸树脂为防腐涂料基料,钛铁粉为防腐颜料,制得了水性防腐涂料。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容
(1)水性聚氨酯的合成
详细研究不同比例混合组成水性聚氨酯的软段，亲水扩链剂dmpa加入方式、加入量，扩链剂种类及用量，催化剂用量，中和剂种类及用量对水性聚氨酯性能的影响。并用ftir对其结构进行了表征。确定最佳的工艺条件及配方。
4. 研究创新点
目前有机硅改性胶黏剂的研究方向以化学改性为主，其改性领域遍及绝大多数的常规聚合物，并从单种聚合物改性发展到多种聚合物共改性!但从合成技术上看，目前国内典型的改性方法是有机硅和其它聚合物或单体的共缩聚反应，采用硅氢加成"开环聚合或自由基共聚方法的很少!有机硅改性树脂从原料的使用到合成方法很少有新的突破，这使有机硅改性胶黏剂的研究距市场的要求和期望有很大距离，所以开发新型高性能有机硅改性胶黏剂是一项长期的工作，同时也具有有良好的发展前景!今后有机硅改性胶黏剂的发展主要体现在以下几个方面:开发新型单体，制备出耐高温"耐候及力学性能好的胶黏剂;研究和开发环境友好型高性能有机硅改性胶黏剂及工艺技术;对已有的有机硅改性胶黏剂进一步改进，提高其机械性能"耐磨性"耐酸碱性"耐油耐溶剂性能，扩大应用范围!
