生物基异氰脲酸酯固化剂的分离工艺研究

为了提高生物基异氰脲酸酯固化剂的品质,采用分子蒸馏技术代替传统的薄膜蒸发技术对生物基异氰脲酸酯预聚体进行分离,通过整体优化分离工艺中的预热温度、蒸发温度、冷凝温度、进料速率、刮膜转速等重要参数来提高生物基五亚甲基异氰脲酸酯固化剂的品质。结果表明:优化后的分离工艺预热温度85℃、蒸发温度160℃、冷凝温度-20℃、进料速率60 g/min、刮膜转速300 r/min,所制备的生物基异氰脲酸酯固化剂产品颜色浅,残单量低,黏度低。

高性能环氧石墨烯低锌涂料的研制及性能研究

为解决传统环氧富锌涂料锌粉含量过高导致的涂层起泡、缩孔、机械性能差等问题,对涂料配方进行优化筛选,并添加超高导电性的石墨烯粉体,制备了一种高性能低锌粉含量环氧防腐涂料。并对涂层的附着力、耐冲击性、耐水性、耐中性盐雾性及耐湿热性等性能进行测试。结果表明:用19.35%环氧树脂E-20、2.15%聚酰胺加成物固化剂、45%锌粉、10%滑石粉、2%触变剂881B、1%流平剂AFCONA-3777、0.5%石墨烯、20%稀释剂2033,制备的环氧石墨烯低锌防腐涂料,涂层具有较高的耐冲击性(50 cm)、附着力(16 MPa)和优异的耐盐雾性(2000 h)、耐水性(2000 h)和耐湿热性(2000 h),可应用于苛刻腐蚀环境。

环境友好型含辣椒素缔合物的缓蚀性能评价

目的合成一种新型的环境友好型缓蚀剂,并研究缓蚀剂对Q235低碳钢在1 mol/L盐酸溶液(25℃)中的缓蚀性能。方法将AM(丙烯酰胺)、MAA(甲基丙烯酸)、AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、AMHB(3-(丙烯酰胺基甲基)-2-羟基苯甲酰胺)和SMA(甲基丙烯酸十八酯)按照一定配比,通过加热搅拌合成出一种新型含有辣椒素衍生单体的疏水缔合物PAMAAS。利用失重法、电化学方法、表面分析手段以及理论计算评估PAMAAS的缓蚀效率。结果PAMAAS对低碳钢具有优异的缓蚀性能,当质量浓度为2 g/L时,失重缓蚀效率最高能达到92.56%。单体对照的失重实验结果表明,聚合物的缓蚀效率高于单体的缓蚀效率。电化学实验测试表明,当缓蚀剂质量浓度为2 g/L时,缓蚀效率可以达到92%左右。通过交流阻抗测试分析以及接触角测试可知,PAMAAS缓蚀剂在碳钢表面形成了一层高疏水性(141.2°)的吸附膜。扫描电镜和激光共聚焦显微镜发现,在有缓蚀剂存在下,碳钢表面得到了非常好的保护。通过吸附模型的拟合分析得知,缓蚀剂PAMAAS是以化学吸附为主的混合吸附方式吸附在低碳钢表面,并且其吸附模型遵循Langmuir吸附等温线,其拟合回归系数达到0.9999。对聚合物单体的量子化学计算表明,聚合物的缓蚀性能要优于单体的缓蚀性能,这与单体对照的失重实验结果相一致。结论PAMAAS是一种高效环保的混合抑制型缓蚀剂。

水可分散型生物基聚异氰酸酯固化剂的制备及应用

以生物质来源的五亚甲基二异氰酸酯为研究对象,采用三环戊基膦催化剂合成了含有脲二酮结构的低黏化聚异氰酸酯组合物。进一步采用非离子改性法对该组合物进行亲水改性,制备水可分散型生物基聚异氰酸酯固化剂。考察合成温度、催化剂用量、亲水改性等工艺对固化剂外观、黏度、水分散性的影响,并使用凝胶渗透色谱仪表征固化剂的结构特征。结果表明,成功制备含脲二酮结构的生物基PDI固化剂,具有水分散佳、光泽高、硬度大、附着力强、柔韧性好等优点。

生物基五亚甲基多异氰酸酯预聚体合成的快速响应方法研究

为了能够快速响应生物基五亚甲基多异氰酸酯预聚体的合成反应,简化实验操作,节约实验成本,本文将利用生物基五亚甲基多异氰酸酯自聚合成的性质,采用阿贝折射仪测量预聚体的折射率来控制预聚体的合成反应程度。实验结果表明,生物基五亚甲基多异氰酸酯预聚体的NCO含量与折射率值RI具有非常良好的线性关系,能很好地从折射率来响应预聚体的合成反应程度。

环氧基多元醇改性水性聚氨酯的合成与性能研究

为提高水性聚氨酯的耐化学介质性能,使用顺酐(MA)与聚己内酯二醇反应生成顺酐聚己内酯二醇单酯(MP),之后再与环氧树脂(E-51)反应,合成环氧基多元醇(EMP),最后以此为原料与聚己内酯二醇复配,制得环氧基多元醇改性水性聚氨酯(EWPU)。研究了不同反应条件及EMP用量对改性水性聚氨酯及涂膜性能的影响,通过红外光谱、粒径分析和热重分析对产物及涂膜进行了测试及表征。结果表明:通过在聚氨酯分子结构中引入具有柔性结构的环氧基多元醇,与未改性WPU相比,所制备出的环氧基多元醇改性水性聚氨酯的耐介质性能明显提高,涂膜具有优异的柔韧性、附着力、硬度及耐热性等性能。

基于可再生脂肪酸的水性环氧酯树脂的制备及应用

为开发应用于中轻度防腐领域的单组分水性防护涂料,本文采用可再生脂肪酸和环氧树脂作为原材料,通过酯化反应制备环氧酯中间体,再使用乙烯基单体对环氧酯中间体进行接枝改性,制备水性环氧酯树脂。分别通过傅里叶变换红外光谱、激光衍射粒度分析仪和凝胶渗透色谱对所制备水性聚合物进行结构表征。在此基础上,将所制备的水性环氧酯树脂作为成膜树脂,配合颜填料和涂料助剂,制备得到水性环氧酯涂料,并对涂层性能进行了测试。

固化剂对双组分丙烯酸聚氨酯涂料性能影响的研究

采用3种市售聚氨酯固化剂N3790、N3300、N3600与丙烯酸漆(MC-AT-1)按照不同的NCO/OH比例配制成聚氨酯涂料,研究了它们对涂层理化性能的影响。结果表明,双组分聚氨酯涂料的物理机械性能与固化剂的种类以及比例相关性不大,在试验设定的范围内均具有较高的光泽度,以及优异的划格附着力性能(1级)、铅笔硬度性能(2H)、耐冲击性能(正冲100 cm)以及柔韧性能(1 mm);n(NCO):n(OH)=1.1:1时,双组分聚氨酯涂料的耐候性最佳,同时随着NCO/OH比例的增大,低黏型N3600固化时表现出更好的耐老化性能,同时具有最佳的耐酸、耐碱、耐水性能,而N3300固化的涂层耐油性最为理想。

材料基因工程技术在高分子聚合物中的应用

材料基因工程是近年来材料领域逐渐发展起来的颠覆性前沿技术,通过将数据库技术、材料高通量计算和高通量实验进行深度融合,加速新型材料的结构设计和产品研发。目前材料基因工程技术被广泛应用于合金、能源材料、催化材料等行业,而在高分子行业中的应用较少。由于高分子聚合物终端用户对高性能材料需求不断提高,基于试错法的传统聚合物结构设计方法耗费大量的人力、物力及财力,研发周期太长,已远不能适应新时代人们对新型聚合物设计方法的需求。应用材料基因工程技术可满足目前高分子聚合物领域短周期、低成本、高效率的研发目标。本文从高通量计算、高通量实验及数据库技术出发,阐述了材料基因工程技术在高分子聚合物领域的应用及进展,并对其在高分子聚合物领域的发展前景进行了展望。

环氧树脂室温快速固化剂的合成及其复配性能研究

针对目前厚浆型环氧树脂与厚浆环氧(HS)固化剂搭配使用的涂层室温实干时间过长(>6 h),不满足高固含压载舱涂料的室温实干时间(≤4 h)问题,采用了苯酚、多聚甲醛、硫脲、三乙烯四胺作为原料合成制备出一种酚醛胺加成固化剂,研究了其与HS固化剂按照质量比1∶0.5、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4复配的涂层性能。结果表明,与HS固化剂1∶4质量比复配的涂层性能最佳,不仅可以缩短涂层室温实干时间至3.5 h,而且涂层还具有优异的力学性能和耐候性能,满足目前高固含压载舱涂料的性能需求。

基于专利信息的水性聚氨酯全球发展现状及对策分析

通过检索水性聚氨酯行业的专利信息,分析了该领域全球发明专利申请趋势、专利地域布局、专利技术来源、全球主要核心申请人、主要技术构成等,并对该领域的经典专利进行了剖析。研究结果表明:我国水性聚氨酯发明专利申请量早已超过美国,成为世界第一,并一直保持领先。但相对于德国、美国,我国专利整体价值不高,体现在应用领域的专利布局较多而合成制备领域的布局较少,同时国内企业对海外专利的布局也较少。因此建议国内申请人应注重主要技术专利在国内外的合理布局,另一方面应强化水性聚氨酯基础研究层面的专利申请。

低色度生物基异氰脲酸酯固化剂的制备及性能

以生物质来源的五亚甲基二异氰酸酯(PDI)制备固化剂,并以其替代六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与羟基丙烯酸树脂复配制得双组分聚氨酯涂膜。考察催化剂种类、用量、合成温度对PDI固化剂外观、色度和性能等的影响,并采用红外光谱仪、凝胶渗透色谱仪表征了固化剂的结构和分子质量分布。结果表明:2-羟基-N,N,N-三甲基-1-丙胺甲酸盐(TMR-2)具有较好的催化活性,且当催化剂用量为400μg/g,合成温度为50~60℃时,经过分子蒸馏制备得到残留单体、三聚体及NCO质量分数分别为0.32%,62.57%和22.5%的低色度(23 Hazen)生物基异氰脲酸酯固化剂。其双组分聚氨酯涂膜具备优异的耐溶剂性、硬度和附着力等,可替代传统HDI三聚体,市场应用前景广泛。

哌嗪季铵碱催化剂的合成及其在异氰酸酯聚合反应中的应用

在温和条件下合成了一种用于脂肪族异氰酸酯聚合反应的哌嗪类双季铵碱催化剂,制备过程简单,且催化剂具有较高的催化活性和选择性,催化反应所生成的聚合产物中所需的三聚体成分较高,产物色度较低.