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目前低光泽水性聚氨酯涂料逐渐受到人们的青睐,现在涂料研究者为了获得高档亚光效果,通常采用添加消光剂的方法来得到低光泽水性聚氨酯涂料,由于消光剂与聚氨酯间的不相容性,得到的涂料普遍存在涂层的脆性增大、消光剂的沉淀、耐水性差、固含量低等缺陷。本课题针对以上问题,采用环氧改性水性聚氨酯,控制乳液粒径使得形成大量均匀球形结构的乳胶粒子,研究不同原料的配比,制备得到固含量为40%以上耐水性优良的低光泽水性聚氨酯涂料。本论文以聚四氢呋喃二醇(PTMG,分子量1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、环氧树脂(E-44)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠、乙二胺为后期扩链剂,添加540#流平剂、686#消泡剂、547#固化剂、534#增稠剂等助剂,制备了一系列水性聚氨酯消光涂料。利用FTIR、SEM、UV-vis、TG、AFM、光泽仪、纳米粒度仪、万能试验机等测试手段对WPU进行了结构和性能的表征,分析探究了影响WPU薄膜的消光性、耐水性以及力学性能的主要因素。(1)制备环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液的反应条件为:预聚反应分别在50℃70℃、75℃、80℃时各反应1h;中和反应在40℃进行30min,乳化在35℃以下进行30min;采用前中和法工艺、乳化转速控制在3000-3500r/min。FT-IR谱图表明各种特征基团吸收峰存在,证明WPU制备成功。(2)通过膜表面接触角测试、膜在蒸馏水、10% NaOH溶液中吸水率测试,研究了环氧树脂E-44对WPU耐水、耐碱性能的影响;通过热重分析研究了环E-44对WPU薄膜耐热性能的影响;通过扫描电镜与粒径测试,探讨了E-44对WPU的光泽度以及乳液粒径的影响。(3)分析了水性聚氨酯乳液的粘度与固含量的关系,当固含量过高时,乳胶粒子间内摩擦力增大,体系剪切粘度明显增大;通过加入不同含量的中和剂(TEA)制备WPU乳液,研究了中和度对WPU固含量的影响;通过控制不同R值,分析二次扩链程度,乳液粒径分布,探讨了R值对乳液固含量影响;分析了二次扩链剂A-95的相对含量对乳液的粘度、固含量以及薄膜光泽度的综合影响,确定了一定含量的A-95能制备固含量为40%的乳液,光泽度小于5。(4)采用环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液与流平剂、消泡剂、固化剂等助剂互配成WPU消光涂料。通过扫描电镜、粒径以及光泽仪等测试,研究了DMPA、R值、nEDA/nA-95值等对薄膜光泽度的主要影响因素;原子力显微镜测试验证了薄膜表面生成的粗糙微观结构,符合消光原理;通过吸水率测试,探讨了环氧树脂E-44对水性聚氨酯涂料的耐水解性能的主要影响;通过拉伸、耐擦牢度、耐折牢度、附着力测试分析了WPU薄膜的主要力学性能。