水性聚氨酯的合成及hccp對(duì)其阻燃改性研究

1、 論文題目：水性聚氨酯的合成及 HCCP 對(duì)其阻燃改性研究 專 業(yè)：材料學(xué) 碩 士 生：趙小亮 （簽名） 指導(dǎo)教師：邵水源 （簽名） 昝麗娜 （簽名） 摘 要 水性聚氨酯(WPU)具有氣味小、分子量大、粘度低、易加工、高度耐磨、附著力

2、強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、易儲(chǔ)存和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在皮革、涂料、紡織、造紙和印刷等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這些材料在使用前如果不經(jīng)過阻燃處理會(huì)潛伏著引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)，容易造成重大人員傷亡事故。因此，改善 WPU 的阻燃性能有著很高的應(yīng)用價(jià)值和非常重要的社會(huì)意義。 本文以聚丙二醇（PPG） 、異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI） 、二羥甲基丙酸（DMPA） 、1,4-丁二醇（BDO）和三羥甲基丙烷（TMP）等為原料釆用預(yù)聚體分散法合成 WPU，通過異氰酸根含量測(cè)定

3、、粒度測(cè)試、乳液穩(wěn)定性、粘度測(cè)試、耐水性測(cè)試和力學(xué)性能等測(cè)試手段，對(duì) WPU 合成條件及配方進(jìn)行研究和探討。結(jié)果表明：為了確保 WPU 的預(yù)聚過程中各步平穩(wěn)充分反應(yīng)，聚氨酯預(yù)聚體合成反應(yīng)先在 45℃～55℃反應(yīng) 20min，然后緩慢升溫到 75℃，反應(yīng)約 100min；水性擴(kuò)鏈反應(yīng)在 85℃下反應(yīng)約 120min；進(jìn)一步擴(kuò)鏈和交聯(lián)反應(yīng)在 85℃下反應(yīng)約 120min。配方工藝研究得出，R 值和 TMP 含量的增加可以提高 WPU 的耐水

4、性能，R 值、DMPA 含量和 TMP 含量的增大，均增加了 WPU 的硬段含量，致使 WPU 膠膜的力學(xué)性能呈現(xiàn)出拉伸強(qiáng)度變大，斷裂伸長(zhǎng)率降低的趨勢(shì)。 并以六氯環(huán)三磷腈（HCCP） 、丙烯酸羥乙酯（HEA）和苯酚（PhOH）為原料，三乙胺 （TEA） 為縛酸劑， 兩步親核取代反應(yīng)合成出五苯氧基環(huán)三磷腈基丙烯酸酯 （PCPA） ，采用 FTIR 和 1H NMR 對(duì)合成產(chǎn)物 PCPA 進(jìn)行表征。FTIR 分析表明 PhOH 和 HEA

5、取代成功，產(chǎn)物后處理簡(jiǎn)單，產(chǎn)率可達(dá)到 70%；以自由基反應(yīng)的方法將 PCPA 接枝到 WPU分子鏈上，通過 FTIR 對(duì) PCPA 改性后的 WPU 進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并通過乳液穩(wěn)定性、耐水性、力學(xué)性能、熱重分析、氧指數(shù)、垂直燃燒實(shí)驗(yàn)等測(cè)試方法對(duì) PCPA 改性 WPU 的性能進(jìn)行研究。 結(jié)果表明： FTIR 分析說明 PCPA 成功接枝到 WPU 分子鏈中； 隨著 PCPA含量的增加， WPU 乳液粒度變大， 一定量的 PCPA 可以改善