蓖麻油和丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯复合乳液的研制

以1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)和乙二胺(EDA)为扩链剂,蓖麻油(C.O.)为内交联剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)改性聚氨酯(PU)制得水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA).研究了C.O.、DMPA和BA对乳液及涂膜性能的影响.     

A／U-g-A型核壳聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

通过加入双官能团单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA),采用溶液聚合法和原位乳液聚合法,把聚氨酯与丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)等丙烯酸酯单体接枝共聚,合成了PUA为壳、PA为核的聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复介乳液.研究了壳层PA/Pu、总PA/PU、核壳比、BA/St、壳层HEMA/PA和链转移剂含量对乳液制备过程、乳液及涂膜性能的影响.研究结果表明:PUA中的PA、BA、St、HEMA,链转移剂和DMPA与AA中的-COOH的含量(壳层PUA的质量分数)分别为55.6%、25%、17.8%、9%、1%和7%,核壳质量比为1:4时,复合乳液涂膜结构规整,各项性能较好.PUA胶粒的平均粒径在100 nm左右时,分布更均匀.     

室温自交联型丙烯酸酯改性聚氨酯乳液的制备

本文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(Mn=1500)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)等作为主要原料合成聚丙烯酸酯-聚氨酯乳液(PUA)。考察了MMA、DAAM含量及DAAM/ADH不同比例对PUA的乳液粒径、涂膜耐水性和硬度等的影响。通过红外光谱、激光粒度仪等手段,选取了制备PUA较好的工艺配方,为合成性能优异的聚丙烯酸酯-聚氨酯乳液奠定了的基础。     

包装用BA/St改性水性聚氨酯及其粘接性能的研究

以丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)为改性剂、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)为交联剂,采用自由基引发聚合工艺,制备出高性能的BA/St改性水性聚氨酯(WPU)包装用胶粘剂。采用红外光谱(FT-IR)仪和粒度分析仪对乳液的结构和性能进行了分析,讨论了R值(即-NCO/-OH的物质的量比)、改性剂、St和交联剂用量对胶粘剂粘接强度的影响。试验结果表明:当R=1.1、w(改性剂BA/St)=28%(相对于WPU而言)、w(St)=30%(相对于BA/St而言)和w(DAAM)=2%时,乳液的粘接性能最佳;由该乳液配制的胶粘剂可以满足多种复合软包装膜的使用要求。     

水性聚氨酯/苯丙复合乳液的合成及其在表面施胶中的应用

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为扩链剂制备了水性聚氨酯(PU)乳液,并用其与苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸羟乙酯混合单体制备了PU/苯丙(PUA)复合乳液,用傅里叶变换红外光谱表征了复合乳液的结构,考察了PU及复合乳液性能的影响因素,并研究了复合乳液的表面施胶性能.结果表明,在-NCO/-OH(摩尔比)为1.7～1.9、MDEA质量分数为10%、中和度为100%的条件下,合成了平均粒径为75 nm左右的水性PU;当反应温度为80 ℃时,PUA复合乳液呈乳白色且无凝胶产生;当BA∶ St(质量比)为1.5～2.0∶ 1.0时,PUA复合乳液的抗水性较好;当BA质量分数由30%增加到40%时,PUA复合乳液的粒径增大,粒径分布变宽;在室温下用质量分数为0.2%的PUA复合乳液对原纸进行表面施胶时,纸张的施胶度达到33%;在105 ℃下,仅需很短的熟化时间下机纸张的施胶度可达95%.     

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%。     

HEMA封端对PUA复合乳液性能的影响

采用甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)对聚氨酯预聚体进行封端,合成含有双键的水性聚氨酯乳液,并制备了核壳接枝的聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液.通过对PUA复合乳液和涂膜性能测定,讨论了HEMA用量对PUA乳液和涂膜性能的影响.结果表明,随着HEMA用量增加,PUA复合乳液的稳定性和涂膜热稳定性得到了提高.当HEMA用量为75%时,PUA综合性能优良.     

PETA对层压复合用水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的改性研究

以聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、二苯基甲烷二异氰酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等为原材料,加入引发剂进行自由基聚合制备了水性聚氨酯丙烯酸酯乳液(PUA)。对该乳液进行了性能表征,并着重研究了PETA对乳液性能以及在层压复合包材上应用性能的影响。研究结果表明:当w(PETA)=2%(相对于PUA乳液总质量而言)时,PUA乳液的稳定性较好,PUA胶膜的拉伸强度达到13 MPa,胶膜吸水率为7.4%,铝箔基的剥离强度为14.3 N/(25 mm)。各项数据表明该PUA乳液满足在层压复合中的应用要求。     

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.     

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.     

复合薄膜用水性聚氨酯-丙烯酸酯胶粘剂的合成

以聚醚二元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料合成了聚氨酯预聚体,用丙烯酸羟丙酯(HPA)将其部分封端,制得一种水性聚氨酯丙烯酸酯分散体,再加入乙烯基单体进行自由基引发聚合,制备出水性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。用红外光谱仪(FTIR)、差示量热扫描仪(DSC)、热重分析(TG)、马尔文粒度分析等测试手段,对合成产物进行了结构和性能表征。研究了软硬段质量比、亲水基团含量、丙烯酸酯单体的加入对PUA乳液性能的影响。结果表明,m(软段)∶m(硬段)=2∶1,m(PU)∶m(PA)=4∶1,—COOH质量分数为2.8%,以该乳液配制的胶粘剂应用于包装用CPP/CPP薄膜、OPP/VMOPP薄膜的剥离强度分别达31.9N/m和28.1 N/m。     

环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液的合成

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液虽然较单一乳液的性能有很大改善,但是其涂膜的硬度、耐水性、耐化学品性还难以满足高档水性木器涂料的要求。在聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液中以不同方式加入环氧树脂,分别制备了物理共混和化学共聚的聚氨酯-丙烯酸酯-环氧树脂复合乳液,研究了环氧树脂加入方式、用量等对乳液及涂膜性能的影响。研究发现环氧树脂对于涂膜的硬度、耐水性、耐化学品性等有明显改进。环氧树脂的质量分数在3%～4%为宜。     

多元醇复配制备耐黄变聚氨酯丙烯酸酯复合乳液

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、混合多元醇、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料合成了脂肪族聚氨酯丙烯酸酯复合乳液。混合多元醇由聚碳酸酯二醇（PCDL）、聚四亚甲基醚二醇（PTMEG）、聚醚二醇（N220）以不同比例复配而成。重点探讨了PCDL与N220、PTMEG与N220及PTMEG与PCDL复配比例对乳液、胶膜性能的影响。实验发现,当PTMEG与N220以相同质量比复配且控制硬段含量在60％时,得到贮存稳定性好,胶膜硬度高、耐水、耐溶剂性能好、耐黄变性优异的PUA复合乳液。     

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。     

含3nm硅溶胶的苯丙杂化乳液的制备与性能研究

在单一乳化剂存在下 ,用原位分散聚合方法制备了含 3 nm硅溶胶的苯丙杂化乳液。通过 FTIR、粒径分析、ζ电位和流变性能测试 ,表征了杂化乳液中的杂化效应、微粒形态及乳液稳定性 ,并与分别由 3 nm和 1 0 nm硅溶胶与苯丙乳液直接共混形成的杂化乳液进行了比较。与直接共混的杂化乳液成膜后的力学性能相比 ,由原位分散聚合形成的 3 nm硅溶胶杂化乳液成膜后 ,显示出较高的拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的合成及胶膜性能研究

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 ）含量、m(MMA):m(BA)、初始-NCO与-OH物质的量之比等因素对WPUA复合乳液及其胶膜性能的影响。结果显示,当w(PU)质量分数为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28.9MPa,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。     

丙烯酸丁酯改性富马海松酸型水性聚氨酯复合乳液的研究

以富马海松酸聚酯多元醇(FAPP)、聚醚二元醇(N-210)、甲苯二异氰酸酯(TDI)与丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成富马海松酸型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(FWPUA).探讨了引发剂的种类、聚合温度和丙烯酸丁酯加入量等因素对反应的影响.对所得产品进行了红外光谱分析,测试了漆膜的拉伸强度、摆杆硬度、镜面光泽、耐溶剂性和低温柔韧性.结果表明:用偶氮二异丁腈和过硫酸铵为复合引发剂,聚合温度为80℃,BA的加入量为30％～40％时,复合乳液综合性能优良.     

丙烯酸改性水性聚氨酯研究进展

综述了近年来聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液研究的进展，介绍了各类聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法和性能特点。