建筑涂料用水性聚氨酯乳液的改性研究北大核心

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、乙二胺和环氧树脂为原料,制备了涂料用环氧树脂改性水性聚氨酯乳液,并研究了环氧树脂的加料顺序和加入量对乳液外观以及涂膜耐水性、力学性能的影响。结果表明:选择先改性后中和的加料顺序制备了固含量较高且稳定性较好的改性水性聚氨酯乳液;环氧树脂质量分数为6%时,改性水性聚氨酯乳液的外观及稳定性最好,涂膜的耐水性、硬度、拉伸性能等较优异,可用作建筑涂料。     

建筑涂料用水性聚氨酯乳液的改性研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、乙二胺和环氧树脂为原料,制备了涂料用环氧树脂改性水性聚氨酯乳液,并研究了环氧树脂的加料顺序和加入量对乳液外观以及涂膜耐水性、力学性能的影响。结果表明:选择先改性后中和的加料顺序制备了固含量较高且稳定性较好的改性水性聚氨酯乳液;环氧树脂质量分数为6%时,改性水性聚氨酯乳液的外观及稳定性最好,涂膜的耐水性、硬度、拉伸性能等较优异,可用作建筑涂料。     

高性能水性UV固化聚氨酯的合成与性能研究

用环氧丙烯酸酯(EA)、羟基硅油合成了环氧/有机硅改性水性光固化聚氨酯乳液(WPU);研究了EA、羟基硅油、亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)的用量,中和度和硅烷偶联剂的添加量对乳液和涂膜性能的影响。用红外光谱和接触角测量仪对树脂进行表征。结果表明:通过EA、羟基硅油改性的水性光固化聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐水性较好,克服了未改性水性光固化聚氨酯的缺点。当EA用量为4%、羟基硅油为2%、DMBA为8%、中和度为80%、硅烷偶联剂的添加量为1%时,水性光固化聚氨酯乳液的综合性能较好,树脂接触角大大提高。     

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。     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备与性能研究

以4,4’-二异氰酸二苯甲烷(4,4’-MDI)为硬段,聚醚二元醇(N210)为软段,并加入不同含量的环氧树脂E-51为改性剂,采用内乳化法制备了一系列环氧树脂改性的MDI型水性聚氨酯乳液。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对水性聚氨酯的结构进行了表征,并对聚氨酯涂膜的硬度、耐冲击性等性能进行了表征和研究。结果表明,当E-51的加入量为4%-6%时,乳液及涂膜的综合性能最佳。     

涂料用环氧改性水性聚氨酯

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇(N-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、一缩二乙二醇(DEG)、三羟甲基丙烷(TMP)和环氧树脂E-51,制备出涂料用的环氧改性水性聚氨酯乳液。聚合乳液中尽量保留环氧基不开环,后加固化剂使之开环产生交联作用,以提高硬度、耐水性、耐溶剂等性能,并且该乳液有较好的贮存稳定性,可用作水性木器涂料。通过红外光谱、粒径分析仪、热质分析仪(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等对乳液进行了表征。实验结果表明:当环氧树脂添加量为6%~10%,亲水扩链剂DMPA用量为4.5%,扩链剂乙二胺加入量为1.0%时,乳液外观及稳定性最好,漆膜的耐热、耐水、拉伸、硬度等性能都较优异,可以作为一种性能优异的涂料用水性聚氨酯树脂。     

环氧改性水性聚氨酯合成及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸（IPDI）、聚氧化丙烯二醇（PPG）、二羟甲基丙酸（DMPA）、环氧树脂（EP）为主要原料合成了环氧改性水性聚氨酯,讨论了体系中-NCO/-OH比值、EP添加量、DMPA用量、中和度等因素对乳液及涂膜性能的影响,并进行了涂膜的红外光谱分析。结果表明：环氧树脂（EP）改性使聚合物硬段区交联密度提高,涂膜的硬度和拉伸强度增强,吸水率降低。     

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液成功合成

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。最近,湖南大学化学化工学院在聚氨酯-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（PUEA）,着重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。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．研究还表明,环氧树脂的质量分数在3％～4％为宜。近年许多研究者利用PU乳液和PA乳液性能上具有的良好互补作用,共聚制备聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液;在先前的PUA复合乳液研究基础上,加入环氧树脂,合成环氧树脂改性的聚氨酯-丙烯酸酯（PUEA）复合乳液,可使其涂膜的吸水率显著降低,硬度与其他有关性能也有一定提高。     

环氧改性聚氨酯光固化涂料研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和环氧树脂合成了环氧改性水性聚氨酯乳液。该乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物。探讨了环氧丙烯酸酯(EB)和亲水扩链剂(DMPA)的添加量对涂料和涂膜性能的影响以及光引发剂用量、中和度对光固化涂料转化率的影响。结果表明,随着EB用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为10%;随着DMPA用量的增加,涂膜硬度、强度提高,而断裂伸长率降低,耐水性变差,故DMPA用量在6%～8%范围为宜;光固化转化率随着中和度的提高而加快,适宜的引发剂用量为3%。本品的缺点是耐汽油性不够理想。     

行业动态

嘉宝莉获江门市科学技术奖 广东嘉宝莉化工有限公司和华南理工大学化工与能源学院合作开发的“环氧树脂改性水性聚氨酯丙烯酸复合乳液及水性木器涂料”项目，日前荣获了2005年度江门市科学技术奖一等奖。据介绍，该项目采用了多重交联技术，通过环氧树脂、聚氯酯树脂和丙烯酸酯树脂的复合，提高了合成树脂的交联度、涂膜硬度和耐水性，降低了成本。     

甲基丙烯酸接枝环氧树脂的制备与性能测试

通过丙烯酸类单体与环氧树脂接枝共聚反应,在环氧树脂中引入强亲水性基团-COOH,制备水性环氧乳液。探索了不同单体用量和加水温度对所得水性乳液的pH值、黏度、粒径、水分散性和储存稳定性的影响;考察了涂膜固化条件对涂膜的附着力、耐冲击性、耐水性的影响。试验结果表明,随着甲基丙烯酸用量增加,所制备的水性环氧乳液水分散稳定性增强,pH值降低,粒径变小;随着加水温度的增加,储存稳定性变差;固化剂含量占环氧树脂含量的15%和固化温度为120℃时,涂膜的外观、附着力、耐冲击性、耐水性等综合性能最好。     

软段对水性聚氨酯木器涂料性能的影响

合成了系列水性聚氨酯乳液,研究了低聚物多元醇种类及分子量不同对水性聚氨酯涂料性能的影响。结果表明:聚酯型水性聚氨酯随着软段分子量的增大结晶程度增加,机械强度和硬度较聚醚型高,耐水性较好;结构规整,易结晶的软段合成出的聚氨酯树脂力学性能和耐水性能都较好;而有机硅氧烷改性可以提高聚氨酯材料的耐水性。     

水性环氧改性聚氨酯乳液的制备与讨论

在制备水性聚氨酯基础上引入了环氧树脂,制得了水性环氧改性聚氨酯乳液。环氧树脂的引入增加了水性聚氨酯的交联结构,与改性前的水性聚氨酯相比,其涂膜耐水性、耐溶剂性以及机械性能都得到了提高。并研究了环氧树脂的引入方法及环氧树脂加入量对分散体及其涂膜性能的影响。傅里叶红外光谱分析显示出了环氧树脂与水性聚氨酯之间存在化学键的连接...     

环氧接枝改性水性丙烯酸树脂的合成研究

通过丙烯酸酯类单体与环氧树脂接枝共聚反应,对水性丙烯酸树脂进行改性。研究了环氧树脂种类、用量、加料方式、反应温度及中和度等因素对其性能的影响。研究结果表明,当环氧树脂E-44在反应前期加入,用量为6%~9%(占总单体质量分数),反应温度为110℃,中和度为110%时,改性树脂具有较好的成膜性能和优异的物理机械性能。红外光谱分析证实接枝产物的存在;用扫描电镜观察了接枝共聚物的水分散体的粒子形态及大小。     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸((DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,合成了环氧改性的水性聚氨酯乳液。研究了反应温度、乳化分散速度、中和度和环氧树脂的用量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明:当乳化分散速度为4 000~5 000 r/min,中和度为90%~95%,环氧树脂的添加量为4%~6%时,可得到性能较好的乳液。通过环氧树脂改性的水性聚氨酯涂膜具有硬度高、耐水性和力学性能好的特点。     

UV固化PUA/EA核壳复合乳液的制备与性能

以自制的亲水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚体为高分子乳化剂,与自制的环氧丙烯酸酯(EA)树脂充分混合后,采用相反转乳化法制备了可UV固化的具有不规则核壳结构的PUA/EA复合乳液。利用傅里叶变换红外光谱对水性PUA合成过程以及复合乳液UV固化前后进行了表征,表明合成得到了目标产物且UV固化良好。透射电镜(TEM)测试表明,复合乳液呈不规则的核壳结构,且EA含量不同时核壳结构也不同。讨论了羧基含量及中和度对复合乳液性能的影响,结果表明,随羧基含量的增加,乳液的平均粒径变小、外观越来越透明、黏度变大、贮存稳定性变好,UV固化后膜的硬度越来越高,吸水率先增加,后降低,又增加。随着中和度的增加,复合乳液的粒径逐渐减小,外观由不透明到透明又到不透明,稳定性先变好后变差,乳液的黏度和固化膜的吸水率都逐渐变大。     

水性双组分氟丙烯酸—聚氨酯涂料的研制及性能测试

介绍了水性双组分氟丙烯酸-聚氨酯涂料所用原料及其预处理,水性双组分氟丙烯酸-聚氨酯涂料的羟基组分采用两步法合成:第一步合成了具有大分子表面活性剂性能的水性聚氨酯,在合成的过程中引入了双键和羟基组分;然后采用无皂乳液聚合的方法合成了以氟丙烯酸酯为核、聚氨酯为壳的水性树脂。并列举了采用该树脂与水性固化剂配合研制的清漆的性能指标,该清漆有着非常广泛的用途,讨论了影响涂料性能的各种因素。该双组分清漆水性含氟丙烯酸酯-聚氨酯清漆具有优异的综合性能。     

环氧改性水性醇酸树脂的制备

首先以亚麻酸、环氧树脂为原料制备环氧酯,再将环氧酯作为多元醇与亚麻酸、三羟甲基丙烷、苯酐、偏酐等进行酯化反应,经胺中和后得到一种环氧改性水性醇酸树脂,采用红外光谱对产物结构进行了表征并对其粒径分布作了分析,研究表明:醇酸树脂油度50%,终点酸值50～60,选用环氧树脂E-20与亚麻酸、三羟甲基丙烷、苯酐采用溶剂法反应,之后加入偏苯三酸酐采用熔融法反应可以得到干性好、硬度高、稳定性、水分散性和耐水性优良的环氧改性水性醇酸树脂。     

水性酚醛环氧树脂乳液的制备

采用F-11型乳化剂和相反转技术制备水性酚醛环氧树脂乳液,研究了乳化剂的用量、乳化温度、乳化时间和搅拌速率对所得水性酚醛环氧树脂乳液稳定性的影响,得出了较佳的乳化工艺条件:乳化剂浓度为9.0%～10.0%、乳化温度为70℃、搅拌速度为800～1000 r/min、乳化时间为40～50 min并采用激光粒度衍射分析仪表征了所制备的水性酚醛型环氧树脂乳液的粒径在500～800 nm。     

高羟基含氟丙烯酸乳液的合成及性能研究

以丙烯酸酯类单体作为原料,以过硫酸钾为引发剂,采用预乳化半连续乳液聚合方式合成了高羟基丙烯酸乳液,并在后期补加氧化还原体系引发剂,提高了单体的转化速率。系统地研究了乳化剂用量、羟基单体、氟单体、硅单体含量等因素对涂膜性能的影响。最后,将制备的丙烯酸羟基组分同水性固化剂配制成双组分水性丙烯酸聚氨酯清漆,并分析清漆的性能。