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  • 技術(shù)文章

    納米ATO改性水性聚氨酯涂料研究

    2012-03-30 16:50:56  來源:佚名
    前言

    常見的聚氨酯改性方法有丙烯酸改性、環(huán)氧樹脂改性、有機硅改性、氟改性等,然而現(xiàn)代固體物理的研究表明[1],納米粒子具有與宏觀顆粒所不同的特殊的體積效應(yīng)(小尺寸效應(yīng))、表面界面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等,因而表現(xiàn)出獨特的光、電、磁和化學特性,這為制備高性能、多功能復(fù)合材料開辟了一個全新的途徑。因此將聚氨酯良好的物理機械性能和可加工性能,結(jié)合納米材料具有的特殊性質(zhì),賦予材料紫外屏蔽、吸波、導(dǎo)電、隔熱、耐磨等功能,制備優(yōu)良的涂料,既有很好的理論價值,也有很好的應(yīng)用價值。在水性聚氨酯的納米增強改性中,其處理方法主要以原位生成法、插層法、直接混合法和溶膠-凝膠法的研究和應(yīng)用比較多[2]。
    1試驗部分

    1.1原料

    聚醚210、IPDI、DMPA、DEG、環(huán)氧樹脂E51、丙酮,為工業(yè)級,安大華泰新材料有限公司;三乙胺,分析純;納米材料水溶液,武漢滬正納米有限公司,固含量50%;AMP-95;氨水,分析純。

    1.2主要儀器與設(shè)備

    電動攪拌器、250mL三口瓶、紅外燈、溫度計、回流冷凝管、乳化設(shè)備。I25高剪切乳化機,上海依肯機械設(shè)備有限公司;激光粒度分析儀MalvernZetaSizerNano-ZS90;透射電鏡JEM-100SX,日本JEOL公司;掃描電鏡JEOLJSM-6390LV;熱重分析儀Pyris1TGA,PE公司。

    1.3試驗步驟

    1.3.1水性聚氨酯乳液制備

    按一定的n(-NCO)/n(-OH)比值,在裝有回流冷凝管、溫度計、攪拌槳的250mL三口瓶中加入IPDI、210,按預(yù)聚體質(zhì)量5%的比例加入E51,在90℃下反應(yīng)2h。加入一定量的DMPA、DEG,在60℃下反應(yīng)5h,降溫至40℃以下,加入TEA中和加水乳化,得到聚氨酯乳液,該乳液成膜后硬度能達到H級以上。脫除反應(yīng)過程中所加入的丙酮,備用。

    1.3.2納米改性水性聚氨酯材料的制備

    使用pH緩沖劑AMP-95、氨水將納米ATO水溶液進行預(yù)處理,并以質(zhì)量分數(shù)為1%的比例加入到上面合成的聚氨酯乳液復(fù)配,分別經(jīng)高速乳化機、超聲波粒度分散儀分散約30min,得到納米ATO改性水性聚氨酯乳液。利用激光粒度分析儀測試乳液的粒徑,分析納米材料的分散情況。將上述的納米改性聚氨酯乳液制成膠膜,進行TEM、TGA等的測試。

    2.粒徑分析

     

    3結(jié)語

    經(jīng)過多次試驗,通過機械分散(高速乳化機)利用納米ATO水溶液制備納米改性水性聚氨酯這條路徑是可行的。由于本實驗采用I25實驗室乳化機進行實驗,該設(shè)備線速度僅為27m/s,同時定轉(zhuǎn)子間距過大,剪切分散力較弱,如有ER2000/4PP高剪切分散乳化機進行實驗,得到的效果會更好。如需了解兩者之間更多參數(shù)差異,請聯(lián)系我公司。
    18221416708  殷經(jīng)理

    I25實驗室高剪切乳化機參數(shù):
    型號----I25
    功率----500W/320W
    電源----220V/50/60HZ
    轉(zhuǎn)速范圍----10000-28000rpm
    轉(zhuǎn)速顯示方式----刻度顯示
    調(diào)速方式----無級調(diào)速
    處理量----0.2ml-5000ml(H2O)
    標準工作頭----25F
    接觸物料材質(zhì)----SUS304/SUS316L
    浸入物料軸套材質(zhì)----PTFE
    可選附件----容器固定夾
     

    I25-25F
    100-5000ml
    27m/s
    SUS304/316L
    <120℃
    200mm
    <2500CP

    ER2000/4(LP、PP)高剪切分散乳化機參數(shù):
    LP2000/4
    為高剪切分散乳化機的技術(shù)參數(shù):功率2.2KW,轉(zhuǎn)速0-14000rpm,線速度 0-40m/s,電壓380V,機器產(chǎn)量為 0– 1000 /小時(水),重量35KG,尺寸 (長寬高)(450X250X350)MM,LP使用軸封(PTFE 環(huán)),在正常的情況下,一般軸封可以使用3000-4000次。LP不能24小時連續(xù)使用,一般*多可以使用連續(xù)半個小時,這要依據(jù)料液的溫度和轉(zhuǎn)速而定。LP也可以通過變換模塊,可以實現(xiàn)多功能多用途。是中試生產(chǎn)的*佳選擇。
     PP2000/4為高剪切分散乳化機的技術(shù)參數(shù):功率2.2KW,轉(zhuǎn)速0-14000rpm,線速度 0-40m/s,電壓380V,機器產(chǎn)量為 0– 1000 /小時(水),重量45KG, 尺寸 (長寬高450X250X350mm),PP使用雙機械密封,可24小時不停機連續(xù)生產(chǎn),并通冷媒對密封部分進行冷卻。通過變換模塊,可以實現(xiàn)多功能多用途。機械密封和機械設(shè)計符合3A健康標準,是中試和小批量生產(chǎn)的*佳選擇。                                                                                   

     


     

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