【摘 要】
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聚氨酯由多元醇和异氰酸酯聚合形成,具有良好的抗老化性、耐低温性、抗磨性、耐油性等性能,可以广泛应用于涂层材料、胶粘剂、泡沫塑料等多种产品领域。随着经济迅速发展,环境质量逐渐恶化,为了保护环境质量,减少使用溶剂型聚氨酯、大力推广使用环境友好型聚氨酯已是大势所趋。水性聚氨酯用水作为分散介质,使体系中没有或是只含有极少量有机溶剂的体系。水性聚氨酯不但具有环保无毒等优点,且与溶剂型聚氨酯具有相同的耐磨损、
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聚氨酯由多元醇和异氰酸酯聚合形成,具有良好的抗老化性、耐低温性、抗磨性、耐油性等性能,可以广泛应用于涂层材料、胶粘剂、泡沫塑料等多种产品领域。随着经济迅速发展,环境质量逐渐恶化,为了保护环境质量,减少使用溶剂型聚氨酯、大力推广使用环境友好型聚氨酯已是大势所趋。水性聚氨酯用水作为分散介质,使体系中没有或是只含有极少量有机溶剂的体系。水性聚氨酯不但具有环保无毒等优点,且与溶剂型聚氨酯具有相同的耐磨损、高强度等优异性能。随着科技快速发展,电磁波被广泛应用于军事、民用领域,电磁污染现已成为环境污染公害之一。使用电磁屏蔽涂料是减少电磁防护的重要手段。水性聚氨酯具有优异的柔韧性和耐候性,是电磁屏蔽织物涂层的理想基料。石墨烯具有密度低、导电和力学性能优异、耐腐蚀等优点,在电磁屏蔽领域有着广泛的应用前景。本文运用共混改性和原位聚合改性的方法制备了石墨烯改性水性聚氨酯电磁屏蔽涂料,并对复合涂层进行了系统的性能测试。本论文主要研究内容有以下三个方面:（1）本文研究了聚氨酯原料异氰酸酯和多元醇的种类、R值大小、亲水扩链剂、交联剂和中和剂含量对水性聚氨酯合成反应的影响规律,制备了综合性能优异的基础水性聚氨酯乳液。结果表明,多元醇种类选用聚醚多元醇N210、异氰酸酯种类选用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、R值在1.5-1.9、亲水扩链剂二羟甲基丁酸（DMBA）用量约为4-7%、交联剂三羟甲基丙烷（TMP）用量约为0.6-1.0%、中和度为100%时制得的水性聚氨酯综合性能最好。（2）研究了共混改性的方法制备了石墨烯/水性聚氨酯树脂电磁屏蔽涂料,优化了石墨烯的添加量,并对复合涂层的导电性能、力学性能和电磁屏蔽性能进行了测试表征。结果表明:共混法中石墨烯最佳用量为3.6%,此时石墨烯能在水性聚氨酯乳液中长时间稳定分散,不出现沉淀、分层、絮凝等现象,可保证复合浆料正常使用;制备的复合涂层厚度为0.4mm,复合涂层的电磁屏蔽效能在22d B左右,即能屏蔽93%电磁波。（3）利用石墨烯表面的反应基团,通过原位聚合法制备石墨烯/聚氨酯复合乳液,并对复合涂层的力学性能、导电性能和电磁屏蔽性能进行了测试表征。结果表明:红外光谱表明石墨烯上存在羟基,可为原位聚合的反应基团;原位聚合法中石墨烯最佳用量为0.4%,此时石墨烯/聚氨酯复合乳液稳定;制备的涂层厚度为0.4mm,该复合涂层的电磁屏蔽效能在27 d B左右,即能屏蔽96%电磁波。
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