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本论文针对桥梁大坝及海洋防腐等领域对聚氨酯弹性涂料机械强度、抗老化、耐腐蚀等性能的要求,结合环保与节能减排的发展趋势,研制高性能无溶剂聚氨酯弹性涂料。试验研究了不同原料及反应条件对预聚体性能的影响。结果表明,4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与二元醇需使用催化剂才能正常反应。二元醇与含催化剂HMDI的反应活性以及相应预聚体粘度的大小均为:聚己内酯二元醇(PCL)1000型>聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG)1000型>聚氧化丙烯二元醇(PPG)1000型。预聚最佳温度为(80±3)℃,PTMG1000、PCL1000的最佳时间是2h~2.5h,PPG1000的最佳时间是3h~3.5h。预聚体粘度随异氰酸酯组分用量增加而下降。聚氨酯弹性体性能与分子结构关系的单因素考察试验证实,PPG型聚氨酯弹性体较软,PTMG型偏硬,PCL型综合拉伸性能优良。预聚体异氰酸酯(-NCO)含量增加,弹性体断裂伸长率下降,强度先增加后下降;交联剂(SGN)用量提升,强度及硬度先上升后降低,断裂伸长率逐渐下降;聚天门冬氨酸酯的取代基分子结构空间位阻越小,扩链反应速度越快,对应弹性体的拉伸强度小。预聚体-NCO含量为8.5%,SGN用量为0.3%,扩链剂为F420时,弹性涂层综合性能良好。本文研制的聚氨酯弹性涂料固体含量高达95.8%,双组分涂料操作时间及干燥时间适宜。固化后的涂层柔韧性及耐冲击性能优良,涂层与Q235钢基材附着力为12.3MPa。2000h盐雾及30d介质浸泡试验后,涂层无起泡和脱落等破坏现象,钢基材表面未出现锈蚀;介质浸泡30d,涂层与基材附着力及涂层自身拉伸强度下降率不超过10%。制备的聚氨酯弹性涂层长效防腐蚀性能优良。试验测试了不同类型聚氨酯弹性体的抗紫外老化性能。紫外500h后,脂肪族HMDI-PTMG1000型弹性涂层无粉化和开裂等现象,光泽度下降率为8.11%,色差变化值△E仅为1.57,涂层拉伸强度下降8.55%,断裂伸长率下降10.71%;芳香族MDI-PTMG1000型弹性涂层由无色透明变为暗黄褐色,光泽度下降率为59.43%,色差变化值△E为7.01,拉伸强度下降率为9.83%,断裂伸长率下降率为12.47%。不同老化时间聚氨酯的红外谱图表明,紫外光作用下聚氨酯分子中脲基结构容易降解,氨基甲酸酯结构耐紫外光稳定性能良好。