四配位硅改性丙烯酸酯乳液的合成与性能

用自制带碳碳双键的乙烯基四配位有机硅化合物(简称四配位硅)与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺等丙烯酸酯类单体通过种子乳液聚合法合成了稳定性较好的四配位硅改性丙烯酸酯乳液。通过红外光谱表征了乳液改性前后的结构,用热重分析、差示扫描量热法及性能测试探究了四配位硅添加量对乳液及其涂膜性能的影响。结果显示,改性前后涂膜的玻璃化转变温度相差不大。加入相对单体质量5.00%的四配位硅所得涂膜综合性能最好:相比纯丙烯酸酯涂膜,初始失重温度和最大失重温度分别提高了10°C和13°C,吸水率降低了10.41%,铅笔硬度、附着力和冲击强度分别从2H、1级和38 kg·cm提高到3H、0级和50 kg·cm。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

采用物理共混和核-壳聚合法制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PU/PA,PUA)乳液,并对不同改性方法制得的乳液进行了研究。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等研究了丙烯酸酯改性聚氨酯乳液及涂膜的结构与性能。结果表明具有核-壳结构的PUA乳液涂膜耐水性、耐热性和固含量较水性聚氨酯(PU)有明显的提高,力学性能稍有下降;PUA综合性能优于PU/PA。     

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。     

氨基树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备及性能

通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)与聚氨酯(PU)种子乳液共聚合成了水性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,然后用氨基树脂(HMMM)对其进行交联,并对HMMM改性的PUA复合乳液的性能进行了表征.结果表明,制备稳定的PUA复合乳液适宜的MMA质量分数约为20%,PUA复合乳液涂膜的玻璃化转变温度随HMMM用量的增加而升高,于120 ℃固化30 min的乳液涂膜比室温固化的涂膜表面更加光滑.     

HDI三聚体改性水性聚氨酯复合分散体的研究

合成了以己二异氰酸酯(HDI)三聚体代替部分甲苯二异氰酸酯(TDI),并用环氧树脂E-20和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性的水性聚氨酯(WPU)分散体,应用傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)分析了产物的结构和表面形貌,采用示差扫描量热仪(DSC)测定了聚合物的玻璃化温度.研究结果表明,随着HDI三聚体含量的增加,PU乳液的外观变好,耐黄变性改善;而E-20和MMA含量的增加使涂膜的机械性能变好,耐水性增加.当HDI三聚体、E-20和MMA的添加量分别为10.5%、5%、20%时,改性水性聚氨酯(WPU)复合分散体的综合性能较好.     

硅溶胶改性零VOC型水性聚氨酯-丙烯酸酯的制备及其力学性能研究

以聚已内酯二元醇(PCL)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,合成了满足烟包行业要求的零VOC、无三乙胺的耐高温型水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)乳液,与硅溶胶按比例混合,制备成水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶(SWPUA)复合乳液,利用纳米粒度分析仪、ATR-FTIR、TEM、TG对复合乳液及涂膜进行性能测试,探讨了硅溶胶的添加量对复合乳液(SWPUA)涂膜性能的影响,结果表明,硅溶胶的添加使乳液粒径增大,添加量15%时,胶膜热稳定性最佳,比WPUA胶膜提升14. 2℃,Tmax值从434. 3℃提升到453. 5℃,断裂伸长率下降40. 3%,拉伸强度增加66 MPa。     

硅溶胶改性零VOC型水性聚氨酯-丙烯酸酯的制备及其力学性能研究

以聚已内酯二元醇(PCL)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,合成了满足烟包行业要求的零VOC、无三乙胺的耐高温型水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)乳液,与硅溶胶按比例混合,制备成水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶(SWPUA)复合乳液,利用纳米粒度分析仪、ATR-FTIR、TEM、TG对复合乳液及涂膜进行性能测试,探讨了硅溶胶的添加量对复合乳液(SWPUA)涂膜性能的影响,结果表明,硅溶胶的添加使乳液粒径增大,添加量15%时,胶膜热稳定性最佳,比WPUA胶膜提升14. 2℃,Tmax值从434. 3℃提升到453. 5℃,断裂伸长率下降40. 3%,拉伸强度增加66 MPa。     

端羟基含氟丙烯酸酯接枝改性水性聚氨酯的性能研究

利用不同相对分子质量的端羟基含氟丙烯酸酯(FA)大分子改性水性聚氨酯得到一系列含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PUA)乳液.通过傅里叶红外光谱(IR)和透射电镜(TEM)分别表征了聚合物结构和聚合物乳液胶粒形态,通过吸水率、接触角,差示扫描量热(DSC),热重(TG)和拉伸强度测试研究了乳胶膜的性能.结果显示,PUA在耐水性、耐热性和力学性能等方面都有明显的提高.     

内交联单体对水性双组分涂料性能的影响

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为内交联单体,采用种子乳液聚合与交联单体分段滴加工艺合成了羟基聚丙烯酸酯乳液(HPAE),并配制成水性双组分聚氨酯涂料(WB 2K-PUR)。考察了TMPTA的添加量及其在核、壳中的质量比对乳液聚合稳定性和涂膜性能的影响。研究表明,当TMPTA添加量为单体总质量的2%时,乳液聚合稳定性好,凝胶率仅为0.26%;涂膜的综合性能好,涂膜硬度0.78、交联度96.4%和光泽度92%。热重分析(TGA)表明,TMPTA在核壳中以质量比3∶7分布的HPAE涂膜具有较好的热稳定性。     

蓖麻油和环氧树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯的合成与表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚型多元醇(N210)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为主要原料,蓖麻油(C.O.)和脂肪族环氧树脂(RE)为交联剂,以原位乳液聚合法制备出聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。以无皂乳液聚合法合成了聚丙烯酸酯乳液(PA),再与聚氨酯(PU)乳液机械混合得到PU/PA共混乳液。探讨了蓖麻油C.O.、RE对复合乳液及涂膜性能的影响,烯丙氧基羟丙基磺酸钠(COPS-1)用量对共混乳液和涂膜性能的影响。结果表明,C.O.、RE分别占PU干质量的5.0%～7.0%和2.0%～3.0%,COPS-1占单体总质量的2.0%时,乳液和涂膜综合性能较好。PUA比PU/PA柔韧性好、断裂伸长率高及附着力好,硬度低,成本高。红外光谱分析发现,PUA与PU/PA中—NH—全部形成氢键。TEM观察到,PUA形成核-壳结构的粒子,粒径较小。通过AFM扫描发现,PUA存在硬段与软段的微相分离。     

蓖麻油聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）与蓖麻油水性聚氨酯乳液共聚反应制备聚氨酯丙烯酸酯（PUA）复合乳液,研究了蓖麻油水性聚氨酯性能、MMA添加量、引发剂种类和聚合温度对PUA复合乳液及涂膜性能的影响,并应用傅里叶红外光谱（FTIR）测定反应产物的结构.研究发现,用外观半透明或微透明的PU-M分散液制备的PUA乳液及涂膜性能优良.油溶性引发剂（AIBN）比水溶性引发剂（K₂S₂O₈）更适合本体系的乳液聚合.随着MMA含量增大,PUA复合乳液胶粒粒径增大,黏度减小,涂膜光泽度下降,机械性能变好,耐水性增加.合适的MMA含量为体系总固含量的20%～30%.提出了PUA复合乳液胶粒形成及粒径长大机理.     

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成与性能

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与水性聚氨酯乳液共聚反应制备聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,研究了MMA添加量、引发剂种类和聚合温度对PUA复合乳液及涂膜性能的影响,确定了PUA复合乳液合成的工艺参数。用傅立叶红外光谱(FTIR)测定反应产物的结构。研究发现油溶性引发剂比水溶性引发剂更适合PUA体系的乳液聚合。随着MMA添加量的增大,PUA复合乳液胶粒粒径增大,黏度减小,涂膜光泽度下降,机械性能增强,耐水性增加。     

MMA含量对PUA复合乳液性能的影响研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)，聚醚二元醇(N210)，二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料，采用原位乳液聚合法，合成聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液，在保证二羟甲基丙酸(DMPA)含量、中和度等不变的情况下，研究了MMA含量对乳液的性能及外观的影响。结果表明，MMA对乳液外观、贮存稳定性、力学性能、吸水性等均有重要影响。MMA最佳含量为20％～30％。     

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.     

亲水单体对聚氨酯丙烯酸复合乳液性能的影响

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料合成了聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。考察了DMPA对PUA乳液的制备和性能的影响;确定了DMPA的添加工艺及中和度。发现随DMPA添加量增加,PUA乳液的外观变好,乳液粒径变小,乳液黏度增大,乳液凝胶量降低,稳定性变好。随DMPA添加量增大,PUA乳液涂膜的吸水率增大,涂膜的耐水性越差。综合得到w(DMPA)=7 5%,采用后添加DMPA的工艺,且DMPA的中和度90%～100%,可得到性能优异的PUA复合乳液。     

聚脲/丙烯酸酯乳液的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚胺D-2000、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,合成双键封端的聚脲预聚体,再通过种子乳液聚合法,与丙烯酸酯单体聚合,制备聚脲/丙烯酸酯(PUAA)乳液。研究了R值、DMPA用量以及聚脲(PUA)与聚丙烯酸酯(PA)质量比对合成乳液稳定性、耐水性、力学性能等的影响。红外光谱分析表明聚脲与丙烯酸酯成功接枝。实验结果表明:R值为1.6时,乳胶膜吸水率最低;而随R值增大,乳胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率减少。实验优选DMPA的用量占PUA预聚体的5.0%,PUA与PA质量比为2∶3~1∶2,制得的PUAA乳液稳定,吸水率低,力学性能好。     

含磷聚丙烯酸酯聚氨酯乳液的制备与性能研究

在聚氨酯(PU)的合成过程中引入以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸等制备的预乳液,在一定的温度下引入偶联剂继续反应得到PUA乳液。引入磷酸酯功能单体,制得了耐水效果优良的水性PUA乳液。考察了偶联剂种类、偶联剂用量、磷酸酯功能单体用量对乳液和漆膜性能的影响。结果表明:采用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP-TA)为偶联剂得到的PUA乳液性能最佳,引入磷酸酯功能单体得到稳定性出色、耐水时间达到500 h、涂膜附着力1级、无闪蚀现象的PUA乳液。红外分析表明:PU-AC交联得到PUA,磷酸酯功能单体以共价键的形式在PUA中存在。     

单体含量对核壳结构聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液性能影响

以水性聚氨酯（PU）为种子乳液,以丙烯酸酯（PA）为聚合性单体,采用种子乳液聚合法合成核壳结构聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液（PUA）。研究了单体含量对乳液及胶膜性能的影响。实验结果表明：随着乙烯基单体含量的增加,乳液颜色加深,稳定性下降,胶膜的断裂伸长率降低,硬度和耐水性增加。当乙烯基单体和PU百分比（M／P）为25％时,乳液的稳定性大于12个月,胶膜的断裂伸长率为498％,硬度为0．64,吸水性为22．8％。红外光谱分析表明合成了PUA。     

端羟基聚丙烯酸酯分子量对PUA性能的影响

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二醇(PCL)为主要原料合成聚氨酯预聚体,甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯合成端羟基共聚物,两者共聚并在水中分散,得到丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PUA)。PUA乳液形貌表征结果表明,当聚丙烯酸酯数均分子量达到9 041时,复合乳液的稳定性变差;复合乳液平均粒径随聚丙烯酸酯(PA)分子量增大而增加,但都小于150 nm,并呈现典型的核壳结构。FTIR测试表明,随着PA链段分子量增大,其氢键相互作用相对减弱。DSC测试显示在PA分子量较低时,PA和PU链段是相容的。TG和拉伸测试结果显示,PUA的热稳定性及力学性能都得到明显改善。