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.     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及应用研究

以异氰酸酯、聚醚多元醇及二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,合成了水性聚氨酯(WPU)预聚体;然后采用扩链、交联和丙烯酸酯复合改性等方法制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PUA)。结果表明:水性PUA具有丙烯酸酯和聚氨酯(PU)的双重优点,而且其低温成膜性较好、综合性能较优、成本及VOC含量较低;由PUA配制的木器漆,其主要性能均达到HG/T36082-1999标准。     

丙烯酸酯-聚氨酯核壳乳液的合成

采用种子乳液聚合法和核壳技术制备了丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(PUA)。聚合过程中用丙烯酸羟乙酯作为封闭剂,用丙烯酸酯单体代替溶剂,检测结果表明PUA乳液膜耐水性、耐水压和拉伸强度等性能明显优于聚丙烯酸酯乳液(PA)和PU/PA。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂合成工艺的研究

以异氰酸酯、聚醚多元醇及二羟甲基丙酸为主要原料,合成了水性聚氨酯预聚体(PU),并且经过扩链、交联、丙烯酸酯复合改性等反应制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂(PUA)。结果表明:对水性聚氨酯进行扩链、交联及丙烯酸酯复合改性,可以使两者优异的性能有机地结合起来,能显著提高水性聚氨酯的拉伸强度、硬度、耐磨性、耐水耐醇性,从而使水性PUA分散乳液胶膜的性能得到明显改善,以满足水性PUA木器漆用的要求。     

低亲水基丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液涂膜的热分析研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、聚已二酸-1,4丁-二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸酯(PA)为主要原料,采用自乳化工艺制备了固体质量分数均为40%,亲水基团(DMPA的羧基)占固体质量百分数为1%的一系列稳定的聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA);用热重分析(TG)、示差扫描量热分析(DSC)、动态机械热分析(DMA)方法研究PBA的相对分子质量、聚氨酯与丙烯酸酯的质量分数比(PU/PA)对PUA膜热性能的影响。热分析研究表明,增加PBA相对分子质量和加入适量的丙烯酸酯能提高PUA分子的有序程度,有利于PUA成膜物耐热性能的改善;随着PBA相对分子质量的增加,PU软段的非晶部分和PA的硬段相容性增强,微观相分离减小,乳液的混合能达到分子水平。     

聚氨酯-丙烯酸酯水分散体系稳定性研究

通过PUA水分散液一些物理性质 ,如 ζ电位、临界聚沉值 (C .C .C)、pH值、粒径及密度等的测量 ,用DLVO理论分析了聚氨酯 丙烯酸酯水分散体系的稳定性 ,并与实验测定的水分散液在不同条件下的稳定性相对照。结果表明 :用DLVO理论分析具有不同羧基 (—COOH)含量的PUA水分散液的稳定性时所得结果 ,与实验结果较吻合 ;而用该理论分析不同丙烯酸酯 (PA)含量的PUA水分散液时 ,与实验结果有偏差 ,可能与DLVO理论假设粒子形态为球形有关     

水性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI),聚醚二元醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)反应得到异氰酸根封端的聚氨酯,并用丙烯酸羟丙酯(HPA)对其部分封端得到双键封端的聚氨酯预聚体,加入甲基丙烯酸甲酯(MMA),使其与聚氨酯预聚体自由基聚合以制得聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)共聚乳液。研究了PUA薄膜的力学性能和玻璃化温度,发现加入MMA可以使薄膜的拉伸强度提高,玻璃化温度有两个,分别为-43. 32℃和123. 37℃。最后,将PUA杂化薄膜的拉伸强度和PUA共聚薄膜的拉伸强度进行比较,发现PUA共聚薄膜的拉伸强度在MMA含量10%-40%范围内明显强于PUA杂化薄膜。     

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.     

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。     

可聚合助稳定剂聚氨酯-丙烯酸酯复合细乳液的制备

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚多元醇、1,4-丁二醇、丙烯酸羟乙酯为主要原料制得两端含C=C双键的非离子型聚氨酯预聚体大分子,然后经细乳液聚合法与甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚得到聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。通过FT-IR、1H-NMR、TEM、SEM等方法对制备的PUA复合物进行了表征和分析。结果表明:在细乳液聚合中,聚氨酯预聚体大分子具有一定的助稳定作用,单体转化率随其用量的增加而减少;选用油溶性的引发剂制备的复合物PUA的胶粒粒径分布较窄。     

聚氨酯-丙烯酸酯树脂颗粒的研究

制备了丙烯酸羟乙酯（HEA）封端的聚氨酯大分子单体（PUA）,并采用悬浮聚合法合成了一系列聚氨酯-丙烯酸酯树脂颗粒,分析了分散剂用量及种类对颗粒大小的影响;热重分析表明聚氨酯-聚甲基丙烯酸乙酯（PUA-PEMA）树脂的起始分解温度为230.5℃;采用SEM表征了树脂的表面形貌;溶胀性能测试表明PUA-PEMA和聚氨酯-苯乙烯（PUA/PSt）2种树脂对甲苯均有良好的吸附性能,在5 min时的吸附率分别达到了3.38 g/g和4.28 g/g,PUA-PSt树脂对有毒单体甲苯和氯仿的溶胀率为255%和330%。     

Influence of an oligomer polyol and monomers on the structure and properties of core–shell polyurethane–poly(n‐butyl acrylate‐co‐styrene) hybrid emulsions

The free‐radical polymerization of alkenyl‐terminated polyurethane dispersions with styrene and n‐butyl acrylate was performed to obtain a series of stable polyurethane–poly(n‐butyl acrylate‐co‐styrene) (PUA) hybrid emulsions. The core–shell structure of the emulsions was observed by transmission electron microscopy, and the microstructure was studied by ¹H‐NMR and Fourier transform infrared spectroscopy. The effects of the poly(propylene glycol)s (number‐average molecular weights = 1000, 1500, and 2000 Da) and the mass ratios of polyurethane to poly(n‐butyl acrylate‐co‐styrene) (PBS; 50/50, 40/60, 30/70, 20/80, and 10/90) on the structure, morphology, and properties of the PUAs were investigated. The average particle size and water absorption values of the PUAs increased with increasing of PBS content. However, the surface tension decreased from 34.61 to 30.29 mN/m. PUA‐2, with a bimodal distribution, showed Newtonian liquid behaviors, and PUA‐3 showed a great thermal stability, fast drying characteristics, and excellent adhesion to packaging films. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43763.     

聚氨酯脲－乙烯基聚合物复合水分散液

以蓖麻油、二官能度聚醚多元醇（ＧＥ ２１０）、苯乙烯和丙烯酸丁酯等原料合成了聚氨酯脲－乙烯基聚合物（ＰＵＡ）复合水分散液,并研究了这类水分散体系的粒子形态、流变性能以及稳定性。结果表明,分别由蓖麻油以及蓖麻油与ＧＥ ２１０质量比为１／ｌ合成的ＰＵＡ分散液中的分散相呈现出较好的核壳结构,分散液的粘度较小,接近于牛顿流体,且体系的电位绝对值和临界聚沉浓度较大。由ＧＥ ２１０合成的ＰＵＡ复合水分散液中未观察到规则的分散粒子,分散液的粘度较大,表现为假塑性流体,且对电解质较敏感。     

Waterborne Polyurethane-Acrylate Containing Different Polyether Polyols: Preparation and Properties

The waterborne polyurethane–acrylate (PUA) was prepared based on isophorone diisocyanate, polyether polyol, dimethylol propionic acid, hydroxyethyl methyl acrylate, butyl acrylate (BA) and styrene (St). Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), Ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-Vis) and Differential scanning calorimetry (DSC) were employed to investigate the structures, optical transparency and thermal properties. Some physical properties of the aqueous dispersions such as viscosity, particle size and surface tension were measured. Some mechanical performances and solvent resistance of films were investigated. When the ratio of the BA/St was 30/70, the films had excellent water and alkali resistances. The obtained PUA composites have great potential application such as coatings, leather finishing, adhesives, sealants, plastic coatings and wood finishes.     

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%.     

Waterborne polyurethane and modified polyurethane acrylate composites

Abstract

Waterborne polyurethane (PU) and a series of PU acrylate (PUA) composite dispersions were synthesised from isophorone diisocyanate, polyester polyols, dimethylol propionic acid, hydroxyethyl methyl acrylate, butyl acrylate and methyl acrylate. Fourier transform infrared, ultraviolet visible and differential scanning calorimetry were used to demonstrate structures, optical transparency and thermal stabilities of PU and PUA. The PUA sample had lower glass transition temperature of hard segment and higher decomposition temperature than the PU sample. Performances of the dispersion and film were studied by means of apparent viscidity, particle size and particle size distribution index, surface tension and mechanical property. The results indicated that the solvent resistance and mechanical property of PUA film were improved compared with the pure PU film. The obtained stable PUA composite samples have excellent integrated properties and have a great potential application in meeting the highly diversified demands in modern technologies, such as coatings, leather finishing, adhesives, sealants, rubbers, plastic coatings and wood finishes.     

光聚合型聚硅氧烷改性聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物的合成、表征与性能

以羟烷基聚硅氧烷(Q4-3667)、聚丙二醇(PPG-2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二乙醇胺和丙烯酸β-羟乙酯(HEA)为原料合成了一种光聚合型有机硅改性聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物(Si~5E~5PUA),并用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)、核磁共振硅谱(29SiNMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行了表征。详细研究了Si~5E~5PUA与不同单体配比体系的黏度、光聚合性能、聚合过程的体积收缩及其固化膜的玻璃化转变温度。结果表明,Si~5E~5PUA与丙烯酸酯单体具有良好的相容性;其体系具有优异的光聚合性能,最终双键转化率达90%以上,单体官能度的增加可以提高固化膜的玻璃化转变温度,Si~5E~5PUA体系的体积收缩在3.3%~5.6%。     

聚丙烯酸酯改性聚氨酯复合乳液研究进展

总结了聚丙烯酸酯改性聚氨酯(PUA)复合乳液(包括PUA共混乳液、PUA共聚乳液、PUA核壳结构乳液、PUA互穿网络乳液)的制备方法和性能特点,详细介绍了近年来PUA复合乳液的新进展,并对PUA复合乳液的发展作了一些展望。     

UV固化三官能度PUA胶粘剂的合成及其性能研究

以六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HX)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,合成了三官能度PUA(聚氨酯丙烯酸酯)低聚物。探讨了PUA合成的影响因素,并利用红外光谱(FT-IR)法对PUA结构进行了表征。研究结果表明:当反应温度为70℃、w(催化剂)=0.04%、w(阻聚剂)=0.04%和反应时间为3.5～4.0 h时,相应三官能度PUA低聚物呈无色透明状,并具有较高的光聚合反应活性;以此为基体树脂,相应UV固化三官能度PUA胶粘剂的综合性能良好。     

不同官能度水性聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能

以丙烯酸羟乙酯与季戊四醇三丙烯酸酯作为封端剂,分别合成了二官能度水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA2)和六官能度的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA6),并用红外光谱、粒径仪、热重分析对合成产物结构和性能进行表征。研究表明,相比于使用低官能度WPUA2紫外光固化所得聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂膜,加入单体或使用多官能度WPUA6,都可使PUA固化膜凝胶率提高20%以上,吸水率降低30%;质量损失10%,分解温度增大82℃。提高预聚物官能度可有效提高涂膜交联密度和耐热性能,并具有与加入活性单体相似的应用效果。