聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成与性能

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与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,确定了PUA复合乳液合成的工艺参数。用傅立叶红外光谱(FTIR)测定反应产物的结构。研究发现油溶性引发剂比水溶性引发剂更适合PUA体系的乳液聚合。随着MMA添加量的增大,PUA复合乳液胶粒粒径增大,黏度减小,涂膜光泽度下降,机械性能增强,耐水性增加。     

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.     

氨基树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备及性能

通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)与聚氨酯(PU)种子乳液共聚合成了水性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,然后用氨基树脂(HMMM)对其进行交联,并对HMMM改性的PUA复合乳液的性能进行了表征.结果表明,制备稳定的PUA复合乳液适宜的MMA质量分数约为20%,PUA复合乳液涂膜的玻璃化转变温度随HMMM用量的增加而升高,于120 ℃固化30 min的乳液涂膜比室温固化的涂膜表面更加光滑.     

聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的原位合成与表征

采用原位合成法制备了聚氨酯-聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液,通过FTIR,TEM,激光力度分析仪及耐水性分析讨论了R（n（NCO）：n（OH））,亲水性扩链剂含量、稀释剂用量以及乳化剂含量对PUA复合乳液及涂膜性能的影响。研究结果表明。R太大或太小都会导致乳液外观和稳定性变差,粒径增大,吸水率提高;DMPA含量增加有利于乳液稳定性提高,粒径也会减小。但是对涂膜的吸水性增加;稀释剂的加入可以改善乳液分散性,提高乳液稳定性;而乳化剂用量增加时,复合乳液粒径减小,粒径分布变窄,耐水性变差。     

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.     

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液研究进展

论述了聚氨酯一丙烯酸酯（PUA）复合乳液研究进展,包括制备方法、乳液粒径大小及分布、粘度、乳胶粒形态结构,胶膜的表面结构、形态结构、热性能、热稳定性和物理机械性能等。探讨了影响PUA复合乳液结构与性能的主要因素。最后指出,深入研究PUA胶膜微观结构,制备纳米级、高固含量PUA复合乳液是今后发展方向。     

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.     

高性能水性聚氨酯乳液的合成及表征

高性能环保的丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液是当前涂料工业研究的一个热点。以甲苯二异氰酸酯（TDI-80）、聚醚二元醇（N210）、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料,采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯（PU）预聚物／乙烯基单体混合物,然后加入引发剂,自由基乳液聚合得到聚氨酯．丙烯酸酯（PUA）复合乳液。研究发现PUA乳液的性能及外观与NCO／OH比值、二羟甲基丙酸（DMPA）含量、中和度等密切相关。当NCO／OH的摩尔比为1,3～1．4,—COOH含量约2．6％（质量分数）,中和度=90％-100％时,所得PUA乳液外观好、性能佳。     

蓖麻油和环氧树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯的合成与表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚型多元醇(N210)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为主要原料,蓖麻油(C.O.)和脂肪族环氧树脂(RE)为交联剂,以原位乳液聚合法制备出聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。以无皂乳液聚合法合成了聚丙烯酸酯乳液(PA),再与聚氨酯(PU)乳液机械混合得到PU/PA共混乳液。探讨了蓖麻油C.O.、RE对复合乳液及涂膜性能的影响,烯丙氧基羟丙基磺酸钠(COPS-1)用量对共混乳液和涂膜性能的影响。结果表明,C.O.、RE分别占PU干质量的5.0%～7.0%和2.0%～3.0%,COPS-1占单体总质量的2.0%时,乳液和涂膜综合性能较好。PUA比PU/PA柔韧性好、断裂伸长率高及附着力好,硬度低,成本高。红外光谱分析发现,PUA与PU/PA中—NH—全部形成氢键。TEM观察到,PUA形成核-壳结构的粒子,粒径较小。通过AFM扫描发现,PUA存在硬段与软段的微相分离。     

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.     

种子乳液聚合制备MCPU-PMMA复合乳液

本文采用改性蓖麻油合成了软段中含不饱和双键的阴离子聚氨酯水分散液（MCPU），将其作为可聚合乳化剂和种子成分同甲基丙烯酸甲酯（MMA）进行共聚，制得了MCPU－PMMA复合乳液。1HNMR谱图显示MCPU中含有双键结构,共聚后双键消失。通过考察单体转化率和复合乳液平均粒径、凝胶量及成膜耐水及甲苯性探讨了影响种子乳液聚合的多种因素：采用过硫酸钾作为引发剂，单体转化率高，乳液粒径小，成膜耐水及甲苯性好；反应的表观活化能Ea为164.86kJ/mol，反应温度控制在70℃较适宜；聚合反应速率Rp∝［I］1.0856，引发剂用量宜控制在聚合有效组份总质量的0.5％。     

苯乙烯乳液聚合实验的反应条件探索

分别考察了主单体配比、功能性单体用量、乳化剂用量、引发剂用量与反应温度对苯乙烯乳液聚合反应的影响,以获得最佳的实验聚合条件。结果表明:在St∶MMA(质量比)为1.0,复合型乳化剂用量为5%,SDS∶OP-10(质量比)为1∶1,引发剂用量为0.5%,丙烯酸用量为3%,反应温度为75℃,油水比为1的最佳乳液聚合条件下,可得到黏度和颗粒尺寸均匀适中、涂膜性能优良的苯丙乳液。     

马来酸酐改性蓖麻油制备交联型水性聚氨酯

以马来酸酐与蓖麻油制备含碳碳双键的三羧基蓖麻油(MACO)作为内交联剂,合成改性蓖麻油水性聚氨酯乳液(MACO-WPU)。采用FT-IR和XRD对改性聚氨酯的结构进行表征,证实MACO被成功引入到聚氨酯大分子链中且分子链呈现无序状态。通过对力学性能、吸水率、粒径、热重分析等研究了MACO用量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响,结果表明:当w(MACO)=3%时,乳液外观和稳定性好,平均粒径为48.45 nm; 胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为13.15 MPa、195%;与未改性WPU相比热稳定性略有提高。     

Kinetic investigations of acrylic–polyurethane composite latex

The effect of various reaction parameters on the rate of polymerization, R_p, and on the particle size and morphology of aqueous acrylic–polyurethane hybrid dispersions, prepared by semibatch emulsion polymerization, was investigated. The particles of polyurethane dispersion were used as seeds during the polymerization of acrylic component: methyl methacrylate (MMA), butyl acrylate (BA), and a mixture of MMA and BA with the ratio of 1:1. These emulsions were found to form structured polymer particles in aqueous media using scanning electron microscopy. The kinetics of the emulsion polymerization was studied on the basis of Wessling's model. The influence of emulsifier and initiator concentrations, including the monomer feed rates, R_m, on the rates of polymerization and on the properties of the resulting dispersions were studied. The number of particles and the particle size were also measured during the polymerization process. The final values were found to be independent of the concentration of the emulsifier, initiator and the monomer feed rate in monomer starved conditions. In the steady‐state conditions, during the seeded semibatch hybrid emulsion polymerization, the rate of polymerization and the monomer feed rate followed the Wessling relationship 1/R_p = 1/K + 1/R_m. The dispersions MMA/PU, BA/PU, and MMA/BA/PU have K values of 0.0441, 0.0419 and 0.0436 mol/min, respectively. The seeded BA/PU hybrid polymerization proceeded according to Smith‐Ewart Case I kinetics, while the MMA/PU hybrid emulsions demonstrate Case II of the Smith‐Ewart kinetic model. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 84: 2639–2649, 2002     

Aqueous PUA emulsion prepared by dispersing polyurethane prepolymer in polyacrylate emulsion

Waterborne polyurethane/polyacrylate (PUA) emulsions were prepared by dispersing polyurethane (PU) prepolymer in polyacrylate (PA) emulsion; therefore, the PU particles formed in the presence of PA nanoparticles. The particle size and its distribution of the composite PUA emulsion were determined by dynamic light scattering. The result shows that the average particle size increases initially and then decreases with increasing PA content, which is confirmed by transmission electron microscope characterization. The surface properties of PUA films were analyzed by water contact angle and atomic force microscope topography. It indicates that the water contact angle and the average roughness of the composite PUA films are larger than those of the PU film. Meanwhile, mechanical properties test, scanning electron microscopy, and thermogravimetric analyses disclose that the PUA films are characterized by enhanced tensile strength, rough fractured surface, and good thermal stability. The preparation method proposed in this article is an effective and convenient way to manufacture composite PUA emulsion. The composite PUA emulsion can be potentially used in coatings. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43203.     

丙烯酸树脂改性水性聚氨酯的结构与性能研究

采用丙烯酸树脂对水性聚氨酯进行改性，得到了共混改性（PU／PA）、共聚改性（PUA’）、接枝改性（PUA）3种丙烯酸改性水性聚氨酯聚合物。通过对改性聚氨酯乳液的激光粒度分析，乳胶膜的红外光谱、热分析、透明性、耐化学性及扫描电镜进行分析，结果表明：改性后的水性聚氨酯，各项性能均有不同程度的提高。在机械共混聚合物PU／PA体系中，聚氨酯分子链和丙烯酸树脂分子链间具有一定的相容性及共混性；在共聚反应聚合物PUA’、PUA体系中，聚氨酯分子链和丙烯酸树脂分子链形成核壳结构，且在PUA中，聚氨酯分子链和丙烯酸树脂分子链之间形成的化学键，可以有效的提高二者的相容性及共混程度。     

聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的制备方法及性能研究进展

介绍了近年来国内外聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液制备方法：物理共混、种子乳液聚合法、原位聚合法等;评述了聚氨酯的结构、聚丙烯酸酯、引发剂以及制备方法等因素对复合乳液性能的影响;对目前常用的无机纳米粒子和交联等对聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液改性方法进行了讨论;展望了该领域的发展趋势。