光固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料制备与性能表征

以异氟尔酮二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油聚醚为原料,采用3种工艺合成水性紫外光聚氨酯丙烯酸酯(UV-WPUA)预聚物。采用国标要求测定低聚物的表观性能和涂料的基本性能,并分析SiO_2处理、甘油聚醚与2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)摩尔比、光引发剂含量和涂料固含量对涂料涂膜硬度的影响。研究结果表明,通过添加改性的纳米SiO_2、调节光引发剂含量和涂料固含量都能提高UV-WPUA涂料涂膜铅笔硬度。当改性纳米SiO_2的质量分数为4%~6%,光引发剂Irgacure2959质量分数为3%,固含量为55%,涂膜铅笔硬度较佳;甘油聚醚与DMPA摩尔比在3∶3~3∶4之间,第一步预封端工艺合成的UV-WPUA涂料涂膜铅笔硬度较佳。     

亲水扩链剂和中和剂对环氧聚氨酯乳液性能的影响

以二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水扩链剂,三乙胺(TEA)为中和剂,环氧树脂为大分子扩链剂,合成了环氧聚氨酯复合乳液(PUE)。讨论了DMPA和TEA的加入方式、DMPA的含量及中和度对PUE乳液及涂膜性能的影响。结果表明:随着DMPA用量和中和度的增加,PUE乳液的外观、稳定性变好,粘度增大,粒径减小,涂膜的硬度和拉伸强度提高;吸水率随着DMPA用量的增加先减小后增大,随中和度的提高而增大。把质量分数为6%的DMPA溶于NMP,在反应后期加入到体系中,当中和度为90%～100%,采取后中和的工艺时,可得到综合性能较好的PUE乳液。     

涂料用有机硅、环氧复合改性水性聚氨酯的制备

选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,用双酚A型环氧树脂和氨基硅烷复合改性制备水性聚氨酯。研究了体系中n(—NCO)∶n(—OH)、DMPA用量、环氧树脂与氨基硅烷的配比对乳液及涂膜的影响,并通过傅里叶红外光谱仪、粒径分析仪、接触角仪和热重分析仪(TGA)对乳液及涂膜进行了表征。结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)为1.5∶1,DMPA用量为5%~7%,环氧树脂添加量为8%,氨基硅烷的用量为4%时,乳液外观及稳定性好,平均粒径为24.56nm;涂膜硬度达2H,吸水率仅为2.3%,耐热性显著提高;综合性能优异,可作为防腐蚀涂料用树脂,应用于多领域。     

环氧改性水性聚氨酯的合成及因素分析

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇2000(PPG2000)、2,2-双(羟甲基)丙酸(DMPA)为主要原料合成预聚体,环氧树脂(E44)开环合成环氧改性水性聚氨酯(EWPU),考察了不同影响因素对EWPU乳液及胶膜性能的影响。首先,通过FT-IR证实了环氧改性水性聚氨酯的合成;然后,经过TG测试证明了改性后水性聚氨酯耐热性能优于水性聚氨酯;最后详细探究了DMPA量、—NCO与—OH的摩尔比(R值)、硬单体配比以及环氧量对EWPU乳液粒径、贮存稳定性、涂膜耐水性、涂膜耐磨性和力学性能的影响。结果表明,当DMPA量为5%、R值为1.5、硬单体配比为35%、EP量为8%时,EWPU乳液的综合性能最优。     

蓖麻油基UV固化聚氨酯丙烯酸酯的合成及固化膜性能

以异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚乙二醇(PEG)、聚己二酸丁二醇、蓖麻油(CO)、二羟甲基丙烯酸(DMPA)、双酚A和丙烯酸羟乙酯为原料合成了一系列蓖麻油基UV固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA),通过配方优化获得了综合性能良好、高绝缘性、高附着力的绝缘油墨用PUA树脂。通过红外光谱、热重分析、导电和接触角测定等对树脂及固化膜性能进行了表征。结果表明,-NCO基团处的特征吸收峰的消失,氨基甲酸酯键及C=C特征峰的出现表明了整个反应体系是朝着实验设计的方向进行的;随着CO/PEG摩尔比的增加,PUA低聚物的耐热性提高,导电性能减弱。同时探讨了CO/PEG摩尔比,CO/聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)摩尔比和DMPA含量等对涂膜性能的影响,结果表明,CO/PEG摩尔比为1/6,CO/PBA摩尔比为1/3,PBA/PEG为1/2,DMPA的质量为所有组分总质量的1.5%时,光固化后的涂膜综合性能优异。     

丙烯酸酯改性环氧树脂的制备及其涂膜性能

针对混凝土表面腐蚀防护问题,制备一种丙烯酸酯改性环氧树脂涂膜并测试其物化性能。通过对比实验确定改性环氧树脂最佳种类、含量、反应时间、反应温度、固化剂用量、固化时间,并以红外光谱表征其结构。利用铅笔硬度、附着力、吸水率、耐酸碱盐腐蚀测试比较涂膜物理性能和耐腐蚀性能。通过差示扫描量热分析和热重分析研究涂膜热性能。结果表明,随着接枝聚合反应温度提高、反应时间增加,双酚A型环氧树脂E20在115℃下接枝聚合反应6h,可保证反应体系有较高单体转化率和接枝率。随改性环氧树脂所占比例升高,以质量分数为35%的丙烯酸酯改性环氧树脂为成膜树脂,15%的改性多元胺为固化剂,固化反应40min所制涂膜较为稳定,具备优良的耐腐蚀性和机械强度。     

加核型超支化聚氨酯丙烯酸树脂的合成及涂膜性能研究

选用甘油为核,二乙醇胺(DEOA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,引入扩链剂新戊二醇(NPG),制得含扩链剂的端羟基加核型超支化聚氨酯(HBPU-OH);进一步与半加成产物IPDI-HEA反应,引入端丙烯酸双键,制得三端羟基的加核型超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBPUA),并对其进行表征。FT-IR及NMR测试表明成功合成了HBPUA;DSC测试表明HBPUA的玻璃化转变温度(Tg)比HBPU-OH的低。含三端羟基的超支化聚氨酯丙烯酸酯(HBPUA-N-3)与目标树脂的相容能力更好。涂膜性能测试表明当HBPUA-N-3加入量为10%时,复合涂膜柔韧性和附着力没有明显变化,柔韧性≤2,附着力为2级;铅笔硬度和抗冲击强度都有明显提高,铅笔硬度为3H,抗冲击强度是50MJ/cm~2。     

扩链剂对环氧聚氨酯复合乳液性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、三乙胺(TEA)为原料,1,4丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,环氧树脂E-20为大分子扩链剂,合成了环氧聚氨酯复合乳液,讨论了几种扩链剂对合成的乳液性能的影响.结果表明,乳液的黏度、涂膜的硬度、拉伸强度随BDO、EDA、DMPA和E-20用量的增加而增大;乳液的外观和稳定性随BDO、EDA和E-20用量的增加变差,随DMPA的用量增加而变好;涂膜的吸水率随BDO和E-20用量的增加而减小,随EDA和DMPA用量增加先减小后增大.当BDO的添加量为6％、EDA为0.5％、DMPA为6％、E-20为5％～8％时,所制得的环氧聚氨酯复合乳液性能较好.     

水性聚氨酯复合包装胶粘剂的合成

以1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,以环氧树脂E20改性聚氨酯(PU),得到环氧树脂改性的水性PU复合乳液.研究了BDO、DMPA和环氧树脂的量对乳液性能的影响.实验结果表明:当BDO含量为10%～15%,DMPA含量为9%～10%,环氧树脂(E20)含量为4%时,得到的PU复合乳液性能较佳,用该乳液配成的胶粘剂对PP/PE复合包装膜有很好的粘结性能.     

醛酮树脂改性的阴/非离子型聚氨酯分散体的合成与性能

以二羟甲基丁酸(DMBA)、二羟基聚氧乙烯醚作亲水单体,醛酮树脂(KFR)、聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,采用预聚体法合成了阴/非离子型聚氨酯分散体(PUD)。研究表明,PUD的ζ电位均大于-30 mV,具有良好的乳液稳定性,阴/非离子型PUD具有较低的表面张力和更好的钙离子稳定性。亲水基团含量(HGC)的增加,阴/非离子摩尔比、醛酮树脂用量、NCO/OH摩尔比的减少使胶粒平均粒径减小,乳液黏度增大。醛酮树脂改性PUD粒径呈现双峰分布。透射电镜显示分散体胶粒呈球形结构。醛酮树脂改性的PUD配制成水性涂料后,涂膜铅笔硬度可达4H,且涂膜具有优异的附着力、柔韧性和耐水性。