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摘 要

在本实验中，以PBA（聚丙烯酸丁酯），BDO（丁二醇），IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯），DMPA（2,2-二羟甲基丁酸），DBT（二丁基锡二月桂酸酯），TEA（三乙胺），HEA（乙二胺），水做原料，以种子乳液聚合的方法，制成水性聚氨酯乳液。在聚氨酯乳液中添加由KH550作表面处理的并过超声处理的纳米TiN，并根据不同含量的TiN制成相应的聚氨酯薄膜。讨论TiN的加入量对水性聚氨酯的力学性能，反射率，透过率和吸水率等性能的影响。

关键词：水性聚氨酯 纳米TiN

Preparation and characterization of nano TiN modified waterborne polyurethane

Abstract

In this experiment, we mainly use PBA（poly butylene adipate glycol）,IPDI (different fluorine two ketone diisocyanate ), DMPA (dimethylolpropionic acid),KH550 (r-ammonia propyl three b oxygen radicals silane),DBT (2 monolaurate with butyl two different) , TEA (three procedures), EDA (ethylenediamine), ACE (acetone), H₂O (water), MF (melamine formaldehyde resin) as raw materials to make waterborne polyurethane emulsion by the seed emulsion polymerization . We add surface treated and ultrasonic nanoTiN (by KH550) into the polyurethane emulsion，and make the polyurethane film depending on the contents of TiN. We should discuss the impact of TiN addition on the mechanical properties of waterborne polyurethane to the reflectance, transmittance and water absorption properties.

Key words: Waterborne polyurethane; Nano - TiN

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文 献 综 述 1

1.1 概述 1

1.1.1水性聚氨酯研究进展 1

1.1.2 我国水性聚氨酯发展情况 1

1.2 水性聚氨酯的特点及改性方法 2

1.2.1水性聚氨酯的特点 2

1.2.2水性聚氨酯的一般改性方式 2

1.2.3 水性性聚氨酯交联改性 3

1.3 水性聚氨酯的制备原料 4

1.3.1 低聚物多元醇 4

1.3.2 异氰酸酯 5

1.3.3 扩链剂 5

1.3.4 成盐剂 5

1.3.5 溶剂 5

1.3.6 乳化剂 6

1.3.7 催化剂 6

1.3.8 水 6

1.4 本文研究的内容及实验的目的和意义 6

1.4.1 实验研究内容 6

1.4.2实验研究目的 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验原料与仪器设备 8

2.1.1 实验原料 8

2.1.2 实验仪器 8

2.2 实验原理 9

2.2.1 聚氨酯合成步骤 9

2.2.2 聚氨酯合成原理 10

2.3 实验操作 11

2.3.1 实验步骤 11

2.3.2实验制样 12

2.4性能测试方法 12

2.4.1力学性能测定 12

2.4.2 硬度的测定 12

2.4.3吸水率测定 13

2.4.4雾度和透光率的测定 13

2.4.5反射率的测定 13

2.4.6接触角 13

第三章 结果与讨论 15

3.1纳米TiN改性水性聚氨酯 15

3.1.1力学性能 15

3.1.2邵氏硬度 16

3.1.3吸水率 16

3.1.4雾度和透光率 17

3.1.5反射率 18

3.1.6接触角 18

第四章 结论与展望 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 文 献 综 述

1.1 概述

水性聚氨酯是指聚氨酪溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酪树脂。依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：聚氨酷水溶液(粒径＜0.001Fm，外观透明)、聚氨酯分散液(粒径0.001-0.01Pm．外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径＞0.1Pm，外观白油)。但习惯上后两类有时又统称为聚氨酯乳泊或聚氨酯分散液，区分并不严格。实际应用中，水性聚氦酯以聚氨酯乳液或分散掖居多，水溶液少。

水性聚氨酯是水性聚氨酯胶鼓剂、涂料及其他应用形态的基础树脂。20世纪60年代以来，溶剂型聚氨酯得到广泛的使用。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性。近20多年来，保护地球环境的舆论压力与日俱增，人们的环保意识不断增强，一些发达国家制定了消防法规及溶剂法规，这些因素促进了水性聚氯酯材料的开发。水性聚氯酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。

1.1.1水性聚氨酯研究进展

早在1943年，联邦德国的P．schlack就在乳化剂和保护胶体的存在下，将二异氰酸酪在剧烈搅拌下乳化于水并添加二胺．制备出了水性聚氨酯。在20世纪50年代有少量水性聚氨酯的研究，如1953年DJont公司的研究人员将淄异氰酸茁基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水中，用二元脓扩链，合成了聚氨酯乳液。1967年水性聚氨酯首次出现于美国市场，20世纪70一80年代，美国、德国、B本等国家的一些水性聚氨酪产品，已从试制阶段发展为生产和应用阶段，有多种牌号的水性聚氨酯产品供应。

1.1.2 我国水性聚氨酯发展情况

我国水性聚氨酯的研制工作始于20世纪70年代，首先是由沈阳皮革所于1976年开始研制，进入80年代以后，PU乳液的研制更加活跃，许多单位相继开展了研制工作，主要用途是皮革涂饰剂，90年代以后如涂料、胶教剂、织物涂层及整理剂等都有产品开发。水性聚氯酯的一直是国内比较热门的聚氨酯产品研发领域。

据报道，2009年我国水性PU年总产能为10万吨，实际产量6万吨，年增长率lo％，应用领域分布为皮革涂饰剂(49％)、工业水性涂料(12％)、建筑乳胶漆(10％)、工业胶动剂(9％)、汽车漆(8％)、手套涂层和玻纤集束(5％)、织物涂层胶(4％)、木器漆(3％)。

1.2 水性聚氨酯的特点及改性方法

1.2.1水性聚氨酯的特点

①大多数水性聚氨能无溶剂或仅含很低的voc，几乎无臭味、无污染，具有不燃、成本低等优点。

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