涂料技术
研制有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料
图3给出了复合改性聚氨酯涂膜的红外光谱分析结果。3300cm-1处的峰值表示—NCO与—OH反应得到的—NH的吸收振动峰,2873cm-1处的峰值表示C—H的吸收振动峰,2258cm-1处的峰值表示—NCO的存在,1732cm-1左右处的峰值表示氨酯键中羰基—CO的伸缩振动峰。由此看来,—NCO与—OH确实发生反应生成了新的—NHCOO—基团。1107cm-1附近有表示醚键C—O—C伸缩振动的强吸收谱带,有机硅中的—Si—O—Si—基团的吸收峰与此重叠;915cm-1处出现的吸收强峰为环氧基的吸收峰。这说明有机硅和环氧树脂确实与聚氨酯发生了反应。3475cm-1左右处未出现—OH的振动峰,表明—OH已经反应完全。

图3
2.5热重分析
图4给出了复合改性聚氨酯涂膜和未改性聚氨酯涂膜的热重分析结果。改性涂膜的起始分解温度ti为267.39℃,未改性涂膜的ti为236.51℃;改性涂膜的50%(质量分数)热失重温度为383.63℃,未改性涂膜为355.12℃;改性涂膜的热反应终止温度tf为753.47℃,未改性涂膜的tf为632.50℃。改性涂膜在ti~tf之间的热质量损失率为83.157%,而未改性涂膜则为96.580%。这些数据表明,聚氨酯涂料被有机硅、环氧树脂复合改性之后,热稳定性大大提高。这是由于体系中的有机硅、环氧树脂和聚氨酯形成了互穿网络聚合物,相与相之间不仅有物理缠结,还有化学接枝,从而增加了网络的相容性,体现出较高的热稳定性能。
图4
2.6涂料的主要性能
实验中根据国家标准对比检测了未改性涂料、有机硅改性涂料、有机硅和环氧树脂复合改性涂料的各方面性能,检测结果见表6。
表6
3·结论
1)制备聚氨酯预聚体的单体TDI和DL2000的最佳配比是NCO/OH物质的量比为2∶1。
2)制备有机硅和环氧树脂复合改性的聚氨酯涂料时,有机硅、环氧树脂、增塑剂的加入量分别为8%,7%,5%(均为质量分数),反应时间为50min,反应温度为60℃,可获得性能较好的改性聚氨酯涂料,涂膜具有较高的力学强度、良好的附着力、较低的吸水率、较好的热稳定性和耐酸碱性能。