石油樹脂聚氨酯防水涂料的制備結(jié)構(gòu)和性能

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1、鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要由于聚氨酯防水涂料具有彈性好，性、耐堿性、耐低溫性、耐水性優(yōu)異，伸長率大，強度高，耐磨性突出，耐酸韌性好等特點，所以早在二十世紀(jì)80年代，美國、日本等經(jīng)濟發(fā)達國家的聚氨酯防水涂料己在建筑、水利和公用設(shè)旆建設(shè)等方面獲得了非常廣泛的應(yīng)用。隨著我國建筑和水利工程建設(shè)的迅猛發(fā)展和工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，對高檔防水涂料的需求量與日俱增。但由于聚氨酯防水涂料價格昂貴，國內(nèi)很難推廣應(yīng)用。為此，國內(nèi)過去多使用焦油聚氨酯防水涂料，但由于其污染環(huán)境，危害人類身體健康，國家已制定了有關(guān)法規(guī)限制其使用。目前大量

2、應(yīng)用的是瀝青聚氨酯防水涂料，但由于它也存在諸如固化時間過長和無法多次涂刷等問題，其應(yīng)用前景也受到人們的置疑。國內(nèi)石油樹脂大量積壓、價格低廉，環(huán)境污染小，顏色淺，裝飾性強，而且與聚醚型聚氨酯預(yù)聚體相容性較好。由于能夠為石油樹脂開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，降低聚氨酯防水涂料的成本，減小環(huán)境污染，所以石油樹脂聚氨酯防水涂料的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院自2002年與河南省水利科學(xué)研究所合作，以聚醚多元醇與甲苯二異氰酸酯反應(yīng)合成出了具有特定異氰酸根含量的聚氨酯預(yù)聚體，討論了影響反應(yīng)速率的的主要因素；然后以預(yù)聚體

3、為甲組分，一定量的石油樹脂、擴鏈劑、填料以及其他成分為乙組分，制備了石油樹脂聚氨酯防水涂料，并對其對化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱性能、流變性能、耐水性能、耐酸堿性能、施工性能等進行了表征和研究。主要研究工作內(nèi)容如下：1．反應(yīng)溫度一定時，聚醚與TDI的反應(yīng)程度隨著聚合反應(yīng)時間的延長而增大；反應(yīng)時間相同時，聚合反應(yīng)速率隨著反應(yīng)溫度的升高而提高；在官能度相同的情況下，聚醚的相對分子質(zhì)量越大，其分子鏈越長，單位體積內(nèi)官能團濃度便越低，因此反應(yīng)速率越低；異氰酸酯與醇的反應(yīng)屬于二級反應(yīng)，反應(yīng)速率取決于反應(yīng)物中基的一NcO和--

4、OH濃度，如果出現(xiàn)對二級反應(yīng)的偏差，則是由于副反應(yīng)生成了縮二脲和脲基甲酸酯等的緣故；通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物中--NCO基和--OH的比例，使聚氨酯預(yù)聚體的異氰酸根含量為3％．5％，這樣才能使防水涂料同時具鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要有較高的拉伸強度和斷裂伸長率：與有機胺類催化劑相比，有機金屬類催化劑對異氰酸酯與聚醚多元醇反應(yīng)的催化效果顯著。2．首次以石油樹脂為改性劑，以自制的特定聚氨酯預(yù)聚體及填料、擴鏈劑、催化劑、溶劑等為原料，制備出來了力學(xué)性能優(yōu)異的石油樹脂聚氨酯防水涂料，其拉伸強度為2．21Mpa，斷裂伸長率為660％，固

5、體含量為95．6％，其各項性能指標(biāo)基本能達到《聚氨酯防水涂料國家標(biāo)準(zhǔn)》(GB廠r19250．2003)中I型產(chǎn)品的要求。3．聚醚的分子量、擴鏈劑的種類以及異氰酸酯基含量等因素均會對石油樹脂聚氨酯防水涂料的耐水性能造成影響。我們選用合適的聚醚、擴鏈劑和預(yù)聚體中異氰酸酯基的含量，使石油樹脂聚氨酯防水涂料的拉伸強度保留率為91％，斷裂伸長率保留率為117％，證明石油樹脂聚氨酯防水涂料具有較好的耐水性能。4．通過紅外光譜(取)和掃描電鏡(SEM)對石油樹脂聚氨酯防水涂料的結(jié)構(gòu)進行了初步表征。結(jié)果表明石油樹脂只是作為一種惰性組分

6、加入，其并沒有與聚氨酯預(yù)聚體發(fā)生反應(yīng)；石油樹脂與聚氨酯預(yù)聚體具有較好的相容性，石油樹脂聚氨酯防水涂料的力學(xué)性能有進一步提高的潛力。5．通過示差掃描量熱法∞sQ和熱重法(1'G)研究了石油樹脂聚氨酯防水涂料的熱性能。結(jié)果表明石油樹脂在一定程度上降低了聚氨酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，起到了增塑作用：石油樹脂聚氨酯防水涂料的燕降解分為兩個階段，它的起始平衡降解溫度為231．04℃，熱降解過程符合Freeman-Carroll假設(shè)，石油樹脂使防水涂料的熱穩(wěn)定性稍有降低。6．研究了石油樹脂聚氨酯防水涂料的流變性能。石油樹脂聚氨酯防水涂料

7、的非牛頓指數(shù)n小于1，且隨著溫度的升高而變大，屬于假塑性流體；表觀粘度隨著剪切速率的提高和溫度的升高而降低，其粘流活化能為19．731d’tool一；石油樹脂聚氨酯防水涂料具有較好的流平性。關(guān)鍵詞：聚氨酯石油樹脂防水涂料制備表征鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要AbstractBecauseofthegoodtensibilityandtensile-strength，excellentenduranceofwater,lowtemperature，grind，acidandalkafi，polyurethane(PtOwa

8、terproofcoatinghasbeenwidelyusedinarchitecture，waterconservancyandpublicserviceinAmerica，Japanandotherdevelopedcountriessince1980s．Withtherapiddevelopmentofthearchite