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。     

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%。     

聚氨酯-聚丙烯酸酯共聚乳液的制备及形态研究

以聚醚二元醇(GE-210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制备了水性聚氨酯(WPU)乳液;再采用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)与WPU乳液共聚制备水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(WPUA)复合乳液。讨论了WPUA乳液及胶膜的性能,并采用FT-IR、XRD、SEM和AFM等分析手段研究了WPUA涂膜的结构和形貌。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,胶膜为无定型结构,透光率90%。与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,对基材的浸润性更好;其胶膜耐水性能明显提高;SEM和AFM分析同时显示,WPUA胶膜微观呈现"脊-谷"结构。     

聚酯－ 聚醚复合型水性聚氨酯的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇和聚醚二元醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯、扩链剂2,2 － 二羟甲基丙酸( DMPA) 及1,4 －丁二醇为硬段,用预聚法制备了稳定的阴离子型水性聚氨酯乳液及其胶膜,用红外光谱对其结构进行了表征,并研究了DMPA 用量和n( —NCO) /n( —OH) 对聚氨酯乳液稳定性及胶膜性能的影响。结果表明,聚酯－聚醚复合型水性聚氨酯胶膜具有优异的耐水性;在聚酯二元醇与聚醚二元醇的质量比为1 /1 的情况下,当DMPA 质量分数为6%、n( —NCO) /n( —OH) 为1. 3 时水性聚氨酯乳液及其胶膜的综合性能较好。     

醇酸交联型丙烯酸酯乳液的制备研究

以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸甲酯(MA)和丙烯腈(AN)为主要原料,烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和十二烷基磺酸钠(SDS)为复合乳化剂,过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠(NaHSO3)为氧化还原型引发剂,采用种子乳液聚合法制备了丙烯酸酯乳液;然后以多元醇A作为丙烯酸酯乳液的交联改性剂,制备了醇酸交联型丙烯酸酯乳液,实现了热交联体系无甲醛化。结果表明:当聚合温度为70℃、w(引发剂)=2.4%、m(BA)∶m(MA)∶m(AN)=33∶11∶6、w(复合乳化剂)=5%且m(OP-10)∶m(SDS)=1∶1.5时,丙烯酸酯乳液的综合性能较好;当n(丙烯酸)∶n(多元醇A)=30∶1、w(丙烯酸)=1.0%时,交联改性乳液的固含量为51.40%、单体转化率为98.3%;交联改性乳液的胶膜吸水率(10.08%)比未改性乳液降低了82.4%,但两者的热稳定性均较高且相差不大。     

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。     

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.     

水性聚氨酯涂料的制备与性能研究

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TD I)、聚醚Ng 210和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得不含或含少量有机溶剂的水性聚氨酯乳液,研究了NCO/OH的摩尔比、DMPA含量等对水性聚氨酯乳液性能的影响。结果表明,当NCO∶OH(摩尔比)=2.5∶1,DMPA=5%时,乳液性能最佳。     

丙烯酸酯用量对溶胀-嵌段型水性聚氨酯性能的影响

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)为单体,通过巯基乙醇链转移自由基无规共聚合成端羟基聚丙烯酸酯(PA-OH),采用嵌段共聚法将PA-OH与水性聚氨酯(WPU)嵌段,通过预聚体分散法制得聚丙烯酸酯嵌段水性聚氨酯乳液(WPUA),进而通过乳液聚合法制备了一系列以MMA/BA为单体的聚丙烯酸酯嵌段-溶胀水性聚氨酯复合乳液(WPUA-PA),结果表明WPUA-PA中丙烯酸酯量最多可达到WPUA的240%,当丙烯酸酯量为WPUA的120%时WPUA-PA的性能最佳,此时乳液平均粒径为68 nm、粒径分布指数为0.174,胶膜拉伸强度为13.88MPa、断裂伸长率为558.3%、吸水率为4.94%,且具有优异的乳液稳定性。     

环氧树脂-水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的研究

以IPD I、聚醚、BDO、DMPA等为原料合成水性聚氨酯分散体,再加入MMA和引发剂,采用核壳乳液聚合法制备脂肪族水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。引入小分子交联剂三羟甲基丙烷(TMP)和环氧树脂E-20进行多重交联改性。用傅立叶红外光谱(FTIR)对树脂结构进行了分析。讨论了n(NCO)/n(OH)比值、环氧树脂E-20、TMP、MMA添加量对乳液性能的影响。研究发现,当n(NCO)/n(OH)=(1.3~1.4)∶1、E-20质量分数为3%~5%、TMP为1%~3%、MMA为20%~30%时,所制备的PUA乳液综合性能较好。