聚氨酯对环氧树脂涂料力学性能和微观结构的影响？

上海俊江保温材料-生产聚氨酯原料和制品及现场发泡  
 
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通过聚氨酯增韧环氧树脂制备一种强度高、附着力大、耐水性好、耐化学稳定性强的涂料。通过正交实验法，确定了涂料的工艺条件，进行了拉伸强度、冲击强度、吸水率、附着力、红外光谱和扫描电镜等测试。实验结果表明：聚氨酯含量１５％（质量分数，下同），固化剂含量１５％，反应温度７０℃，反应时间６０ｍｉｎ时，涂料的力学性能；制备的改性涂料拉伸强度为１９．４３ＭＰａ，冲击强度为１０．８９ｋＪ／ｍ２，吸水率为９．３８％，附着力为１级，具有较高的力学强度，良好的附着力，较低的吸水率。

    关键词：聚氨酯，环氧树脂，力学性能，微观结构

    环氧树脂是一类具有良好粘接性、耐腐蚀、绝缘、高强度的热固性高分子合成材料［１］，但其韧性差、质脆、易开裂、冲击强度低［２］，因此有必要对其改性以增加韧性。聚氨酯粘结强度大，柔韧性好，机械强度高［３］，它与环氧树脂可形成互穿聚合物网络（ＩＰＮ）。ＩＰＮ结构的强迫互容与协同效应使聚氨酯的高弹性与环氧树脂良好的粘接性有机结合在一起，能取得良好的增韧效果［４－５］。现用自制的聚氨酯改性环氧树脂，检测其对涂料力学性能和微观强度的影响，旨在获得强度高、附着力大、耐水性好、耐化学稳定性强的涂料。

    １实验部分

    １．１主要原料

    甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ），武汉市北化学试剂厂；聚乙二醇，沈阳齐德盛商贸有限公司；环氧树脂（Ｅ－４４），沈阳试剂二厂；Ｎ，Ｎ－二甲基苄胺，沈阳试剂二厂；二月桂酸二丁基锡，天津市瑞金特化学品有限公司；碳酸钙，沈阳优特克粉体科技有限公司；邻苯二甲酸二辛酯，沈阳华特化学有限公司；流平剂，沈阳汉唐化学有限公司。

    １．２主要仪器与设备

    数显恒温水浴锅，ＨＨ－４型，常州国华电器厂；扫描电子显微镜，ＳＳＸ－５５０型，日本岛津制作所；傅里叶红外光谱，ＦＴ２０００型，美国尼高力公司；拉伸试验，ＸＬＤ－１ＫＮ型，承德试验机有限责任公司；冲击试验机，ＸＪＪ－５０型，长春试验机厂。

    １．３聚氨酯预聚体的制备

    在三口烧瓶中加入一定量的聚乙二醇，抽真空加热至１１０℃脱水４～５ｈ，冷却后按比例（ＮＣＯ∶ＯＨ＝２∶１，质量比）加入ＴＤＩ和二月桂酸二丁基锡，在一定温度下不断地搅拌，反应一段时间后，即得端－ＮＣＯ基聚氨酯预聚物。

    １．４涂料的制备

    将一定量的环氧树脂装入三口烧瓶中，先加入一定量的聚氨酯预聚体，不断搅拌，控制反应时间和温度。然后按顺序加入流平剂、碳酸钙和固化剂，均匀搅拌制得改性涂料。