有机玻璃防护用聚氨酯涂层的制备与性能研究
有机玻璃(PMMA)是一种综合性能优异的工程塑料，广泛应用于高端工业制品、航空航天、国防等战略领域。但由于其制品表面硬度低，在使用的过程中极易产生表面划伤和裂纹，并且在复杂的环境条件下（紫外辐照、高低温等）易发生老化变形，这些均严重制约了其使用寿命和安全性。 本文以脂肪族二异氰酸酯(HMDI)、聚醚多元醇(PTMEG1000和EP3600)为主要反应原料，依据PMMA表面防护材料所需的高透明、高强度、耐候性良好等性能要求，采用预聚体两步法合成了一系列透明聚氨酯(PU)树脂及涂层材料。通过相关测试仪器，对PU树脂基弹性体及其涂层的相关性能指标进行了一系列测试。研究了原材料种类、用量以及配方参数对PU树脂基弹性体光学性能和机械性能的影响，以及PU涂层对PMMA的耐水、耐溶剂、耐磨损、耐紫外以及其它环境耐受性能的影响，得出以下结论: (1)本实验通过原材料种类对所合成PU弹性体的光学性能和机械性能影响的研究，筛选出了符合PMMA表面防护用涂层材料性能要求的基本原材料，包括异氰酸酯、扩链剂、聚醚多元醇软段、软段醇相对分子质量，以及-NCO含量和硬段含量。当采用HMDI、TMP/BDO、PTME1000、EP3600等相关种类的PU原材料，以及NCO含量为8％、硬段含量为39.83％时，PU树脂基弹性体的透光率为92.2％，雾度为0.62％，硬度为92邵A，拉伸强度为29.27MPa，断裂伸长率为325％，永久变形率为4.9％，可满足PMMA表面防护对涂层高透明、高强度的性能要求。 (2)在确定PU树脂基弹性体最佳配方参数的基础上，通过添加溶剂及其它相关助剂，制得了一系列透明PU涂层，通过各种相关测试仪器对PMMA与PU/PMMA的光学性能、表面形貌、耐水性、耐溶剂性、耐磨损、耐紫外老化等进行了测试。结果表明，PU涂层具有良好的耐磨、耐黄变等性能，在不影响PMMA试样的基本性能指标的同时，显著提高了PMMA的各项环境耐受性能，达到了对PMMA表面防护的目的，为进一步研究奠定了良好的基础。
聚氨酯涂层;预聚体两步法;光学性能;机械性能;有机玻璃;表面防护
北京化工大学
硕士
材料工程
姜志国;孙志勇
2016
中文
TQ325.7;TQ320.672
104
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）