【摘 要】
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随着聚氨酯工业向绿色环保方向的快速发展,双组分水性聚氨酯涂料逐渐地被应用到聚氨酯工业涂装中的各个领域。双组分水性聚氨酯涂料主要由水性羟基组分和可水分散多异氰酸酯组分组成。溶剂型多异氰酸酯固化剂粘度低,NCO含量高,但因为不具备亲水性而无法在水性羟基组分中均匀混合而完全反应交联,致使涂膜不平整、不致密和光泽度低等许多性能达不到要求,因而无法在工业生产和生活领域中得到广泛应用。本文通过使用含硅化合物对
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随着聚氨酯工业向绿色环保方向的快速发展,双组分水性聚氨酯涂料逐渐地被应用到聚氨酯工业涂装中的各个领域。双组分水性聚氨酯涂料主要由水性羟基组分和可水分散多异氰酸酯组分组成。溶剂型多异氰酸酯固化剂粘度低,NCO含量高,但因为不具备亲水性而无法在水性羟基组分中均匀混合而完全反应交联,致使涂膜不平整、不致密和光泽度低等许多性能达不到要求,因而无法在工业生产和生活领域中得到广泛应用。本文通过使用含硅化合物对1,6-己二异氰酸酯（HDI）三聚体（HT-100）进行改性,制备出亲水性好、NCO含量较高,粘度小和应用适应性强等性能优异的可水分散多异氰酸酯固化剂,并与工程用水性汽车各色漆配制成双组分水性聚氨酯涂料,研究了漆膜的性能。首先以γ-氨基丙基三甲氧基硅烷（KH-540）为改性剂,对纳米SiO2粒子进行改性处理得到改性SiO2（改性H-200）。然后以改性H-200、3-环己氨基丙磺酸（CAPS）、和HT-100为主要原料,在三乙胺（TEA）的催化作用下反应制备出高光泽、低粘度的含无机-有机硅可水分散多异氰酸酯固化剂（WSi DP）。研究发现:当改性H-200和CAPS用量分别为2.5%和3.0%时,制备的WSi DP综合性能较好,其外观为无色澄清透明、NCO含量为20.0%左右、具有优异热贮存稳定性和良好的水分散性能等;用其制备的双组分亮光漆涂膜光泽在95°左右,且涂膜硬度可达到2H。利用甲基丙烯酸二甲氨乙酯与KH-540的加成反应合成了一种新的硅烷偶联剂Y。然后通过硅烷偶联剂Y与HT-100反应合成出含有有机硅的多异氰酸酯固化剂,并以1,3-丙烷磺酸内酯对其进行改性从而获得亲水性,制备出含硅可水分散多异氰酸酯固化剂（WYDP）。研究表明:3.0%的硅烷偶联剂Y和3.0%的1,3-丙烷磺酸内酯在50℃的反应条件下可制得NCO含量为20.3%、固含量约99%的WYDP,其具有良好的热贮稳定性和水分散性。将本文所合成的WYDP与水性羟基树脂配制成双组分水性聚氨酯涂料。研究不同的水性树脂、异氰酸酯指数和成膜助剂对漆膜性能的影响。研究结果显示:以Neocryl XK-540为水性羟基树脂,在混合助剂（二丙二醇单甲醚DPM和二丙二醇正丁醚DPNB）下,与WYDP按异氰酸酯指数1.5配制双组分水性聚氨酯涂膜综合性较好,且制备的漆膜具备优异的贮存稳定性和耐水性能。与市售优质水性多异氰酸酯固化剂进行了综合性能的对比,发现所合成的WYDP能达到性能要求,且在耐水和耐热性能上优于部分市售制品。
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