Page 133 - 《精细化工》2023年第6期
P. 133
第 5 期 闫益鑫，等: 蓖麻油基双重交联防腐蚀水性聚氨酯的制备及性能 ·1283·
质量记为 m 2 （g），通过计算前后质量差来测定 24 h 了反应。使用 PETA 封端后，原本在未封端 CWPU
–1
的薄膜吸水率（W 1 ，%）〔式（1）〕和 48 h 的薄膜 的 2268 cm 处的—NCO 的特征吸收峰消失，说明此
吸水率（W 2 ，%）〔式（2）〕： 时体系中的—NCO 已被完全反应，同时在 1641 cm –1
m m 处出现了 C==C 键的伸缩振动吸收峰，说明 PETA
W 1 / % 1 0 100 （1）
m 0 成功地对 CWPU 预聚体进行了封端。在 UV 固化
m m CWPU 的谱图中，C==C 键的吸收峰消失，说明在
W 2 /% 2 0 100 （2）
m 0 紫外光照射下，C==C 键发生了交联，CWPU 得到
耐磨性测试：裁剪尺寸为 40 mm×40 mm 的薄 了完全固化。结果表明，各步反应都成功进行。
膜，称其质量为 m 3 （g）。使用 800 目的专用砂纸对
薄膜打磨 500 次，负载质量设置为 1000 g，然后称
其打磨完的质量 m 4 （g）。按式（3）计算样品打磨
前后的质量损耗量（M，mg）：
M (m 3 m 4 ) 1000 （3）
交联度测试：将初始质量为 m 5 （g）的薄膜用
滤纸包覆好，将其放入索氏提取器中，以丙酮为溶
剂连续抽提 48 h，随后将薄膜未溶物置于 40 ℃下
干燥 24 h，称其质量为 m 6 （g）。按式（4）进行薄
膜的交联密度（CD，%）测试：
m
CD / % 6 100 （4） 图 3 未封端 CWPU、PETA 封端 CWPU 以及 UV 固化
m 5 CWPU 的 FTIR 谱图
附着力测试：依据 GB/T 9286—1998《色漆和 Fig. 3 FTIR spectra of uncapped CWPU, PETA capped
CWPU and UV-cured CWPU
清漆 漆膜的划格实验》，使用划格法对 CWPU 涂层
进行测试。
2.2 CWPU 薄膜的表面及交联性能分析
盐雾实验：将盐雾腐蚀实验箱温度设置为 45 ℃，
对制备的涂层进行了表面铅笔硬度、附着力、
盐雾为质量分数 5.0%的 NaCl 溶液，对所制备的涂
500 nm 处的透过率及交联密度的测试，结果见表 1。
层进行测试。
SEM 测试：使用 SEM 观察涂层的表面微观形
表 1 不同 CO 含量的 CWPU 薄膜的性能、透过率、交
貌，加速电压为 5 kV，在检验前对涂层表面进行镀 联密度
金处理。 Table 1 Properties, transmittance and cross-linking density
电化学测试：以涂覆有 CWPU 涂层的 Q235 钢 of CWPU films with different CO content
板为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为 样品 CO 含量/% 表面硬度 附着力/级 透过率/% CD/%
参比电极，构筑一个三电极系统，在质量分数为 CWPU1 0 H 0 88.98 84.54
3.5%的 NaCl 溶液中利用电化学工作站对其进行极 CWPU2 1 2H 0 89.02 86.28
CWPU3 2 2H 0 89.57 87.50
化曲线以及阻抗谱测试。
CWPU4 4 2H 0 89.60 89.36
2 结果与讨论 CWPU5 6 3H 0 90.46 91.15
CWPU6 8 3H 1 91.14 92.14
2.1 CWPU 的结构表征 CWPU7 10 3H 1 91.60 94.28
采用 FTIR 对整个反应过程的主要产物进行了
表征，结果如图 3 所示。 由表 1 可以看出，随着 CO 含量的增加，多支
–1
由图 3 可见，UV 固化 CWPU 在 1127 cm 处出 链结构的引入使薄膜的交联密度逐步增大，同时表
现了 C—O—C 键的伸缩振动吸收峰，在 1721 cm –1 面硬度得到了提升。通常来说，当薄膜的内部交联
处出现了 C==O 键的特征吸收峰，在 3342 和 1530 cm –1 程度变大时，薄膜整体的内聚程度增大，其附着力
处出现了—NH 的特征吸收峰，这 3 个吸收峰的生成 增强。当 CO 含量为 4%时，CWPU 膜的表面硬度为
说明 CWPU 中含有氨基甲酸酯键。此外，在 3600 cm –1 2H，附着力为 0 级；但当 CO 含量≥8%时，制备的
处没有吸收峰的形成，说明此时体系中的—OH 已 CWPU 薄膜的附着力由 0 级降为 1 级。这是因为，
被全部反应掉，进而说明 CO 成功地与—NCO 发生 当薄膜的交联程度进一步增大时，聚合物在加入去离
