论文部分内容阅读
本论文合成了系列端羟基阳离子聚氨酯大分子替代有机季铵盐分子作为插层剂对钠基蒙脱土进行插层改性,制备出具有反应活性的有机蒙脱土。以活性有机蒙脱土、聚合物多元醇、二异氰酸酯、亲水性扩链剂等为原料,采用聚合物溶液插层法,在溶液内实现聚氨酯大分子对有机蒙脱土插层,合成出可分散的聚氨酯复合树脂,经剪切乳化分别制备出稳定的阴离子型和阳离子型水基聚氨酯复合树脂。红外光谱表明端羟基阳离子聚氨酯大分子,经阳离子交换后已经插入蒙脱土的层间层。X-射线衍射结果表明蒙脱土层间距由改性前的1.41 nm增加到了2.85nm。热失重分析结果表明有机蒙脱土的层间存在大量的聚氨酯高分子,导致有机蒙脱土的失重率（35%）远远高于钠基蒙脱土的失重率（18%）。同时,层间聚氨酯分子的存在还导致蒙脱土结构羟基的脱水失重温度由631℃降低到585℃。以有机活性蒙脱土为原料,经溶液反应插层后制备出稳定的阴离子型水性聚氨酯纳米复合树脂。红外结果表明,蒙脱土的活性基团与聚氨酯基体间的氢键化作用使得氢键化的NH吸收由高波数(3305 cm-1)移向低波数(3299 cm-1);X-射线衍射表明随着OMMT添加量的增加,插层型蒙脱土含量逐渐增加,OMMT添加量为1%时,2θ在2.5°～10°没有出现OMMT（001）晶面的衍射峰,OMMT的剥离程度最高;透射电镜照片表明蒙脱土粒子以纳米尺寸存在于纳米复合乳液中。当OMMT的含量在1%时,水性聚氨酯材料得到了较好的增强增韧效果。用自制的有机蒙脱土经溶液反应插层后制备出稳定的阳离子型水性聚氨酯纳米复合树脂。粒度分析表明,随着OMMT含量的增加,乳胶粒尺寸逐渐变大,乳液的稳定性也变差;X-射线衍射表明OMMT含量在3%以下观察不到（001）的衍射峰,完全剥离型蒙脱土占多数。大于3%时,插层与部分剥离型蒙脱土并存。所以,当OMMT含量为3%时,CWPU/OMMT的拉伸强度和断裂伸长率同时出现最大值,综合性能最好。透射电镜结果表明OMMT含量在3%以下,蒙脱土能够以纳米尺寸存在于纳米复合乳液中;热失重分析结果表明,纳米粒子的存在使聚氨酯第一失重区的最大分解温度提高了8.8℃,树脂的耐高温性能增加。以水基聚氨酯复合树脂制备出超薄型钢结构防火涂料,随着OMMT含量的增加,涂料的耐火极限也随着增加,当OMMT含量为5%时,耐火极限达到了127 min。