以HDI缩二脲为固化剂的双组分水性聚氨酯研究

以HDI缩二脲为固化剂，丙烯酸树脂为多元醇组分，得到稳定分散的双组分水性聚氨酯乳液，研究了溶剂、单体组成、相对分子质量、丙烯酸等因素。讨论了聚合温度和引发剂的选择，羟基丙烯酸树脂软硬单体、丙烯酸、n(—NCO)／n(—OH)对涂膜吸水率、二甲苯溶胀率等性能的影响。结果表明，聚合温度为140℃，引发剂占单体总质量的2％，m(DTAP)／m(DTBP)=7：3，羟基丙烯酸树脂单体转化率高、相对分子质量分布窄。羟基丙烯酸树脂单体组成为m(MMA)：m(BA)：m(AA)：m(HEMA)：38：34：6：22，n(—NCO)／n(—OH)：1．6：l，涂膜吸水率小、交联密度高。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的合成及胶膜性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三乙胺(TEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液。考察了聚氨酯(PU)质量分数、m(MMA)∶m(BA)、初始—NCO与—OH摩尔比等因素对WPUA复合乳液及其胶膜性能的影响。结果显示,当w(PU)=80%、初始n(—NCO)/n(—OH)=6.0、w(DMPA)=5%、m(MMA)∶m(BA)=4∶6时,所得WPUA乳液性能稳定,其胶膜吸水率降低至9.80%,相比较未改性的聚氨酯胶膜的吸水率24.75%,其吸水率降低了60.4%;改性胶膜的拉伸强度达到28.9 MPa,是未改性聚氨酯胶膜的1.53倍,制备出了性能稳定、具有优异耐水性和物理机械性能的WPUA复合乳液。     

硅丙乳液与聚氨酯乳液的复合改性

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、乙烯基硅油为原料,采用种子乳液聚合法合成了硅丙乳液;以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,合成了聚氨酯乳液。并用聚氨酯乳液与硅丙乳液进行复配改性。研究了乙烯基硅油用量对硅丙乳液性能及复合乳胶膜性能的影响、DMPA用量及n(—NCO)∶n(—OH)值对聚氨酯乳液性能的影响、聚氨酯用量对复合乳胶膜的拉伸强度、断裂伸长率、粘接强度的影响。结果表明,制备硅丙酯乳液的较佳配比是乙烯基硅油的质量分数8%,m(BA)∶m(MMA)=3∶2;制备聚氨酯乳液的较佳配比为n(—NCO)∶n(—OH)=1.15~1.3,DMPA的质量分数为6%;聚氨酯乳液的质量分数为20%时,复合乳胶膜的粘接强度、拉伸强度和扯断伸长率分别提高86.7%、32.8%和24.9%。     

一种性能优良的国产双组分水性聚氨酯涂料的研制

用国产水性羟基丙烯酸分散体为主要成膜物,配以国产水性异氰酸酯固化剂,选用消泡剂、水性润湿剂、流平剂等国产原料研制出一种性能优良的双组分水性聚氨酯涂料。讨论了不同水性羟基丙烯酸树脂、消泡剂和n(—NCO)/n(—OH)的大小对涂膜性能的影响;固化剂的选择及用量对双组分水性聚氨酯涂料活化期的影响。结果表明,n(—NCO)/n(—OH)=1.3时涂膜的光泽度为95%,硬度3H,耐水性大于96 h,耐乙醇擦拭性较好。     

有机硅环氧树脂对聚氨酯防水涂料结构和耐水性能的影响

以二甲基硅油和环氧树脂对聚氨酯进行复合改性,制备改性聚氨酯防水涂料。通过红外光谱和扫描电镜对改性聚氨酯涂膜进行了表征,研究了n(─NCO)/n(─OH)比值、二甲基硅油和环氧树脂质量分数对涂膜吸水率的影响。结果表明,当n(─NCO)/n(─OH)=2:1、二甲基硅油和环氧树脂含量分别为8%和7%(均为质量分数)时,所制备的有机硅环氧改性聚氨酯涂料的耐水性能最佳,涂膜的拉伸强度为12.02 MPa,抗冲击强度50 kg.cm,吸水率11.37%,附着力1级。     

含磷丙烯酸酯聚氨酯乳液的合成及其性能研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)及丙烯酸β-羟乙酯(HEA)为主要原料合成水性聚氨酯(PU)大单体,得到HEA封端的聚氨酯,加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)、磷酸酯功能单体等单体,以半连续乳液聚合法合成了水性含磷丙烯酸酯聚氨酯(P-PUA)。考察了DMPA用量、引发剂用量、丙烯酸磷酸酯单体用量、MMA用量对乳液和涂膜性能的影响。结果表明:DPMA用量、引发剂用量、丙烯酸磷酸酯单体用量、MMA用量分别为预聚体总量6.0%、3.0%~3.5%、5.0%、15.0%时,得到综合性能良好的P-PUA乳液,制得的涂膜附着力1级,涂膜耐水时间550 h,无闪蚀现象。     

PUA复合分散体稳定性的影响因素

用丙酮法合成了经三羟甲基丙烷(TMP)、环氧树脂(E-20)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)改性的阴离子型自乳化水性聚氨酯(PU)分散体,得到了具有核壳结构的聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)复合分散体。研究了n(NCO)/n(OH)、二羟甲基丙酸(DMPA)、TMP、E-20、MMA和乙二胺(EDA)用量对复合分散体粒径、贮存稳定性、稀释稳定性、离心稳定性、Ca2+离子稳定性、冻融稳定性的影响。结果表明:当n(NCO)/n(OH)=1.3~1.5、n(NH2)/n(NCO)=0.3~0.5,以及DMPA、TMP、E-20和MMA在PUA中的质量分数分别为7.5%、1.5%~3.0%、4%~6%和20%~30%时,获得了漆膜摆杆硬度大于0.75、吸水率低于8.9%、贮存稳定性按GB6753.3—86检测,30 d未出现不良变化的PUA复合分散体。目前,该分散体作为水性木器漆的树脂,已经在国内某企业稳定生产和销售,累计销售量已达8 000 t。     

丙烯酸分散体多元醇和亲水改性HDI三聚体双组分水性聚氨酯涂料

双组分水性聚氨酯涂料主要由水性羟基组分(A组分)和多异氰酸酯组分(B组分)构成。以丙烯酸分散体多元醇为A组分,以亲水改性HDI三聚体为B组分,将两者混合固化成膜,得到了双组分水性聚氨酯涂膜。在这一过程中,考察了A组分的组成和结构以及A、B组分的混合配比对最终涂膜性能的影响。结果表明:得到性能良好的双组分水性聚氨酯涂膜,适宜的工艺参数为:羟基含量4%~5%,中和度80%,多异氰酸酯固化剂与羟基树脂的n(—NCO)∶n(—OH)为1.0~1.2。最后将该涂膜与双组分溶剂型聚氨酯涂膜进行了性能比较,结果表明其综合性能接近相应的溶剂型涂膜,其VOC含量只有后者的36%,符合环保要求,因此具有广阔的应用前景。     

含氟水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料的制备及其成膜强度和耐水性的研究

采用原位乳液聚合法,合成了含氟自交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)乳液.研究了单体物质的量比、环氧基团含量和氟单体含量对乳液制备过程、乳液及涂膜性能的影响.通过红外光谱、热重分析对其结构和膜性能进行表征,并对涂膜表面的水接触角进行了研究.结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)=1.4、n(—NHNH2)∶n(—CO—)=1、GMA用量为4％、含氟单体用量为6％时,合成乳液稳定性良好,涂膜的耐水性和热稳定性良好.在成膜时复合乳液中的氟基团向空气/聚合物界面伸展,有效地覆盖涂膜表面,降低涂膜表面能,水在涂膜上的接触角达到117.2°.     

助成膜型PUD的合成及性能影响

采用前中和法合成了助成膜型PUD,取代有机小分子成膜助剂辅助硬树脂乳液成膜,制备超低挥发性有机化合物(VOC)含量的水性木器涂料。考察了助成膜型PUD合成工艺中软段/硬段比例、n(—NCO)/n(—OH)、w(DMPA)%及助成膜PUD用量对复配体系MFT的影响规律。结果表明,当软段/硬段=55/45、n(—NCO)/n(—OH)=1.3、w(DMPA)=5%,按固体分比m(PUD)/m(PA0)=25/75制备的水性木器涂料能够在5℃下不加成膜助剂形成连续透明涂膜,与PA0制备的涂料相比,体系VOC含量降至30 g/L。     

Preparation and properties of polyurethane coatings based on acrylic polyols and trimer of isophorone diisocyanate

This paper presents a study on the effect of NCO/OH ratio and an increase in hydroxyl content of acrylic polyols on the properties of polyurethane (PU) coatings. Coating properties studied are gloss, scratch resistance, flexibility and adhesion, mechanical properties include tensile strength, modulus, percent elongation and Shore hardness, while physicochemical properties include chemical resistance and solvent absorption of coated PU samples. A series of acrylic polyols (copolymers) based on butyl acrylate (BA), methyl methacrylate (MMA), styrene and 2-hydroxy ethylacrylate (HEA) were prepared by selecting different percentage of hydroxyl content. Trimer of isophorone diisocyanate (IPDI) was also synthesized in the laboratory. This trimer has trifunctionality. Isocyanurate ring of trimer increases thermal properties of PU. Polyurethanes from these acrylic polyols (containing different percent hydroxyl) and trimer of IPDI were prepared with two different NCO/OH ratios viz, 1.1:1 and 1.2:1. Polyurethanes were coated on substrates for measuring coating properties. Mechanical properties were measured on cast films of the PUs. The experimental results revealed that all polyurethane coatings based on acrylic polyols and IPDI trimer showed good gloss, scratch resistance and excellent adhesion. Thermal stability of these PU samples was found to be better. Physicochemical properties reflected that these PU have excellent chemical and solvent resistance.     

自交联型丙烯酸阴极电泳涂料树脂的合成

采用甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸β羟乙酯(HEMA)、N-羟甲基丙烯酰胺(NHMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等单体合成了自交联型丙烯酸阴极电泳涂料,研究了影响树脂水溶性和漆膜性能的因素。实验结果表明,DMAEMA、HEMA、NHMA用量分别为单体用量的16%、15%、6%,引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)的用量为单体用量的2%,合成反应2 h,电泳电压125 V时,可得到综合性能良好的高装饰性自交联型丙烯酸阴极电泳涂膜。电泳漆膜外观平整光亮,性能优良,膜厚可达22μm,光泽度(20°)可达123.9,适用于要求高装饰性表面的涂装。     

水性羟基丙烯酸树脂的制备与研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)等为主要单体,引入丙烯酸(AA)、丙烯酸羟基乙酯(HEA)与甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)等作为功能单体,通过半连续溶液聚合工艺,最后加水分散制得水性羟基丙烯酸树脂。利用FT-IR、透光度、粘度分析研究了单体配比、引发剂(BPO)用量、温度、链转移剂(DDM)用量、功能单体用量等因素对树脂性能的影响。结果表明,当AA、HEA、IBOMA、BPO和DDM的质量分数分别为3%、12%、10%、3%和2%,聚合反应温度100℃时可获得粘度为5 Pa.s,固含量约45%的水性羟基丙烯酸树脂。     

聚酯改性丙烯酸聚氨酯2K汽车修补漆的研制

以聚酯树脂对丙烯酸聚氨酯体系进行改性,制备了一种性能优异的2K汽车修补漆。讨论了丙烯酸树脂、聚酯及其加入量、固化剂、n(—NCO)/n(—OH)值、流平剂、防沉剂对漆膜性能的影响,结果表明,当丙烯酸树脂与CARDURA E10(叔碳酸缩水甘油酯)改性聚酯树脂的质量比在(5～3)∶1,以N3390为固化剂,且n(—NCO)/n(—OH)=1.08～1.15,丙烯酸流平剂与有机硅流平剂质量比为10∶3,防沉剂的质量分数为0.54%时,漆膜的性能最佳。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的合成与性能研究

采用环氧树脂（EP）、聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）等制备了环氧树脂改性水性聚氨酯。实验选择环氧树脂E-51为改性剂,讨论了EP含量、NCO／OH比值、DMPA含量对体系耐水性、粘接性及力学性能的影响。实验结果表明：EP质量分数为6％～8％、NCO／OH比值为1．3～1．4、DMPA质量分数为6％时,水性聚氨酯样品的性能较好。     

聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸酯杂合分散体的合成

以三羟甲基丙烷（TMP）为交联剂，先用环氧树脂改性聚氨酯（PU），得到环氧树脂改性的水性聚氨酯（WPUE）分散体，然后加入甲基丙烯酸甲酯（MMA）和引发剂偶氮二异丁腈（AIBN），通过自由基乳液聚合得到聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸酯（WPUEA）杂合分散体，并通过傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱、粒径分析仪和透射电镜对其进行了表征。研究了－NCO/OH总摩尔比、交联剂TMP的量、环氧树脂种类和量、MMA的量等对WPUEA杂合分散体性能以及涂膜性能的影响。实验结果表明，选用E20环氧树脂，当－NCO/OH总摩尔比为12～15， TMP的添加量为4%～8％，E20添加量为4％～6％，MMA添加量为10%～30%时得到WPUEA杂合分散体性能较佳，所得到的水性WPUEA杂合分散体的涂膜硬度为073，光泽度达到85，表干时间为30min，冻融循环大于5，同时耐水性和耐溶剂性均得到提高。该产品可以取代溶剂型产品。     

影响聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液性能的因素

丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液性能优异、用途广泛,是当前涂料工业研究的一个热点.采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯（PU）预聚物,然后加入引发剂和甲基丙烯酸甲酯（MMA）,通过自由基乳液聚合得到聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液,并通过傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、粒径分析仪等对其进行表征.研究了NCO/OH比值、二羟甲基丙酸（DMPA）含量、MMA含量及三乙胺与DMPA的摩尔比值对PUA乳液性能及外观的影响.发现当NCO/OH＝1.3～1.4,—COOH含量为2.6％左右,MMA含量为20%～30％,三乙胺与DMPA的摩尔比值为90%～100％时,所得PUA乳液综合性能较好.     

聚酯型阳离子水性聚氨酯乳液的合成研究

采用聚酯二醇(JW2503),甲苯二异氰酸酯(TDI),N-甲基二乙醇胺(MDEA)为基本原料,用丙酮法合成了聚酯型阳离子水性聚氨酯乳液。讨论了NCO／OH比值、MDEA的加入方式及其用量、反应温度等因素对乳液性能的影响。实验结果表明,当NCO／OH比值为2.7,MDEA的用量占树脂的6％-7％,且采用饥饿加料的方式滴加MDEA,初聚体合成温度为65℃,引入亲水扩链基团的扩链反应温度为40℃,中和度为90％-100％时合成的聚酯型阳离子水性聚氨酯乳液具有较好的贮存稳定性,且涂膜的耐水性和机械性能良好。     

半本体法合成醇溶性聚丙烯酸酯及在快干型涂料中的应用研究

以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯为单体,以过氧化二苯甲酰为引发剂,工业酒精为溶剂,采用半本体法合成醇溶性的丙烯酸酯聚合物。研究了引发剂种类、引发剂浓度、功能单体用量、软硬单体配比、加料方式对聚合物性能和相应涂料防腐性能的影响。结果表明:选用过氧化二苯甲酰为引发剂,且用量为2%、苯乙烯用量为5%、极性单体用量为10%、m(丙烯酸丁酯):m(甲基丙烯酸甲酯)=1:1时,以半本体法合成的聚合物配制的涂膜在25℃,相对湿度为90%的条件下,表干时间小于10 min,实干小于40 min,综合防腐性能好。     

桐油酸改性含环氧基团聚丙烯酸酯乳液的制备

摘要：以丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸羟乙酯（HEA）为主要单体，桐油酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为功能性单体，采用半连续乳液聚合法制备了一系列桐油酸改性含环氧基团聚丙烯酸酯乳液（简称改性聚丙烯酸酯乳液）。通过FTIR表征胶膜的结构，同时测定了胶膜的力学性能、耐酸耐碱性等。结果表明：当桐油酸添加量（以MMA、BA、HEA、GMA的总质量为基准）为4%时，随着GMA含量（即GMA的质量占总丙烯酸单体质量的百分数，下同）的增加，胶膜铅笔硬度增大，耐水、耐酸碱性能增强，拉伸强度增大，热稳定性增加，胶膜附着力增加。当GMA含量为12%时，胶膜铅笔硬度为4H，涂在马口铁上的胶膜在5%的盐酸溶液中浸泡144 h无变化，在5%的氢氧化钠溶液浸泡72 h无变化，24 h的吸水率为3.31%，附着力为0级。