制备新型防水聚氨酯涂料:
1.实验部分
1.1原料及试剂
蓖麻油(C1O):化学纯,天津市标准科技有限公司2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI):化学纯,武汉市江北化学试剂有限责任公司亚甲基双邻氯苯胺(MOCA):化学纯,江苏武进化学厂二月桂酸二丁基锡:化学纯,国药集团化学试剂有限公司甲苯、二甲苯:分析纯,天津新通精细化工有限公司环氧树脂(E-44):岳阳石油化工厂溴酚蓝指示剂,0.1mol/L,自制二正丁胺-甲苯溶液,1mol/L,自制氢氧化钠:分析纯,上海山海工学团实验二厂氯化铅:分析纯,天津科密欧化学试剂开发中心丙三醇:分析纯,国药集团化学试剂有限公司三羟甲基丙烷(TMP):分析纯,吉林化学工业公司氢氧化钙氧化钙盐酸其_他助剂。
1.2涂料的制备
1.2.1蓖麻油的醇解
(1)催化剂制备:取氯化铅置于烧杯中,加水溶解,静置10min,取上层清液备用。称取NaOH5g于50mL烧杯中溶解。将配置好的NaOH溶液滴入PbCl2清液中,当pH值为7时,停止滴加NaOH。用布氏漏斗抽滤,取所得白色沉淀物于坩埚中加热分解。所得即为催化剂。
(2)醇解:称取一定量的蓖麻油于三口烧瓶中,加入少量PbO(每公斤加铅0.04g)和一定配比的甘油(或TMP),加热搅拌,在温度为220~240℃下反应2h,反应达到终点时,蓖麻油会由黄变为暗红色[此时其醇容忍度最大,约为1∶(3.4~4)],停止反应,冷却、密封保存。
1.2.2预聚体的制备
取一定量的醇解蓖麻油加入三口烧瓶中,再加入一定配比的TDI,搅拌数分钟,在氮气的保护下开始升高温度至一定范围,等待黏度增大后,加入一定比例的溶剂,保持该温度3~4h后,测—NCO含量,达到标准后停止反应冷却至50℃,取料备用。
1.2.3乙组分的制备
分别称取一定量脱水干燥后的环氧树脂、催化剂、稳定剂、填料、固化剂,同时加入定量的流平剂、消泡剂以及其他助剂,搅拌均匀,密封保存。
1.2.4预聚体的固化
将预聚体与乙组分按一定比例混合均匀,浇注到模具,在所需的固化条件下固化成膜后备用,并测表干时间。
1.3材料性能测试与结构表征
用二正丁胺法测定—NCO含量表面皿法测涂料固含量按GB/T6739—1988测定涂膜硬度黏度测试:按照GB/T1723—1979涂料黏度测定法进行试样用KBr晶片涂膜制样,用Nicolet-Impact420型傅里叶红外光谱仪测定试样的红外光谱耐水性:用常压吸水法测定力学性能测试:万能材料试验机,拉伸速度50mm/min,夹距20mm耐磨性能测试:漆膜耐磨试验机,以磨坑的弦长表示耐磨效果漆膜附着力测试:按ISO2409—1972(E)测定耐化学试剂性:按GB/T1763—1988测定。
2.结果与讨论
2.1反应时间对预聚体中—NCO含量的影响
反应时间对—NCO含量的影响如图1所示。
由图1可知,随着反应时间的延长,预聚体中—NCO的含量减少当反应4h后,—NCO含量下降趋势趋于平缓。综合考虑,反应时间为4h左右为佳。若反应时间过长,则易凝胶给生产带来不便反应时间过短,则—NCO含量大,产物毒性大,原料利用率低,影响预聚体的质量。