网站地图|TAG标签| 欢迎光临涂料配方网 -- QQ群198026834 -- 广告联系QQ2434244749
您的当前位置:主页 > 涂料分类 > 聚氨酯涂料 > 正文

含蒙脱土聚氨酯弹性体的制备及其抗空蚀性能研究

来源:未知 作者:admin 时间:2019-12-20 点击:
导读:通过设计制备含有不同含量蒙脱土的聚氨酯弹性体,研究了不同含量蒙脱土聚氨酯弹性体的力学性能及其抗空蚀性能。实验结果表明,聚氨酯弹性体在空蚀20 h后无明显变化,抗空蚀性能良好;聚氨酯弹性体的硬度和拉伸强度随着蒙脱土含量的增加而增加,当添加5%的蒙脱土的聚氨酯
含蒙脱土聚氨酯弹性体的制备及其抗空蚀性能研究
孟凡明1,闵静雯2,张智嘉2(1.海装沈阳局,沈阳 110034;2.教育部超轻材料和表面技术重点实验室,哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,哈尔滨150001)

0 前 言
空泡腐蚀,即流体与固体循环接触时,固体表面产生气泡塌陷,产生爆炸力使其发生局部严重破坏,极易造成机械设备的损坏。防止空泡腐蚀有两大途径,一类是研发高强度的新材料,一类是在易发生空泡腐蚀的部件上涂覆防护涂层。防护涂层材料分为金属和非金属两类,但金属防护涂层易发生电化学腐蚀的缺点限制了其广泛应用。
聚氨酯(Polyurethane,PU)弹性体是一种良好的防护涂层材料。El Saeed等将平均粒径为20 nm的ZnO颗粒均匀分散在双组分聚氨酯基体中,得到了耐腐蚀性能良好的复合涂层。陈颖敏等采用硅烷偶联剂KH-570、分散剂BYK-163和钛酸酯偶联剂NDZ-201对纳米SiO2进行改性,然后将其用于聚氨酯涂料中来提升防腐性能。Moradi等采用3–氨丙基三甲氧基硅烷改性黏土,制备了性能良好的聚氨酯/黏土纳米复合涂料。与聚酯型聚氨酯相比,聚醚型聚氨酯分子中不含酯基团,具有良好的耐水性,但机械性能不佳,通常对其进行改性后使用。
因此本文利用聚醚多元醇和异氰酸酯制备聚醚型聚氨酯弹性体,并添加不同含量的蒙脱土进行改性,以此提高其力学性能。

1 实验部分
1.1 实验试剂及仪器
主要试剂:聚四氢呋喃1000(PTMG-1000)、聚四氢呋喃2000(PTMG-2000)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50),均为工业级,巴斯夫(中国)有限公司;1,4–丁二醇(BDO),分析纯,天津市富宇精细化工有限公司;蓖麻油,工业级,南京新展化工有限公司;Unilink 4200,分析纯,张家港雅瑞化工有限公司;德谦5500,分析纯,上海蝶林化工有限公司。上述试剂均未经过进一步的提纯。
主要仪器:CMT4104型微机控制电子万能试验机,XOQS-2500型超声波气蚀试验机,IT3000型SEM扫描电镜,Spectrum100型红外光谱仪。
1.2 合成反应机理
本文采用预聚体法制备聚氨酯弹性体。过量的异氰酸酯与多元醇反应,制备出端异氰酸酯基预聚体,如图1所示。然后加入小分子扩链剂和交联剂,制备所需的聚氨酯弹性体。利用预聚体法制备的聚氨酯弹性体分子链规整,具有可控性,是工业化生产中被使用最多的反应。
预聚体制备反应方程式
1.3 A组分的合成
将64.5 g的PTMG-1000和21.5 g的PTMG-2000混合后加入到三口烧瓶中,加热至110 ℃,真空脱水1 h后,降温至55 ℃左右,称取48.8 g的MDI-50,加入至三口烧瓶中,继续搅拌反应1 h。体系升温至80 ℃,继续搅拌反应3 h后,得到产物,密封保存,制得A组分。
1.4 B组分的配制及聚氨酯的合成
称取286 g的蓖麻油、42 g的1,4–丁二醇、21 g的4200和20 g的德谦5500,搅拌混合10 min,即制得B组分。将A组分与B组分混合,搅拌5 min后,倾倒于涂有脱模剂的模具上,转移至80 ℃的真空烘箱中,抽真空脱泡25 min后,室温固化7 d,即得聚氨酯弹性体。
1.5 含蒙脱土的聚氨酯弹性体制备
本实验设计制备5%、10%、15%、20%、25%的含蒙脱土的聚氨酯弹性体。称取定量的蒙脱土,加入到B组分中,搅拌混合均匀后,与A组分混合,真空脱泡后,室温固化7 d,制备得含蒙脱土的聚氨酯弹性体。

2 结果与讨论
2.1 异氰酸酯基团的含量
反应原料的用量是通过A组分中异氰酸酯基团(—NCO)的含量确定的,A组分中的聚醚多元醇PTMG会与—NCO基团反应,减少A组分中—NCO的量。除了通过理论计算外,为了更精确地获得异氰酸酯基团的含量,还可以通过滴定的方法测定—NCO的量:异氰酸酯基与过量的二正丁胺反应生成脲,用盐酸滴定,盐酸与过量的二正丁胺反应来定量计算异氰酸酯基的含量。实验取3组样进行—NCO含量测定,最后求平均值,结果如表1所示。理论值与实测值相近,误差仅为0.10%。
A组分中—NCO的含量
--本网站大部分资料均收集于网络,如有侵权请联系站长删除 Power by DedeCms
Top