低親水基丙烯酸酯-聚氨酯復(fù)合乳液涂膜的熱分析

以富馬海松酸水性聚氨酯(fwpu)和甲基丙烯酸甲酯(mma)、丙烯酸丁酯(ba)等為主要原料,合成富馬海松酸型水性聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合乳液(fwpua)。探討了引發(fā)劑的種類和用量及丙烯酸酯加入量等因素對(duì)反應(yīng)的影響。對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行了紅外光譜分析,并測(cè)試了漆膜的拉伸強(qiáng)度、鏡面光澤、擺桿硬度和耐溶劑性。結(jié)果表明:用偶氮二異丁腈和過硫酸銨為復(fù)合引發(fā)劑,引發(fā)劑用量為0.8%,丙烯酸酯的加入量為30%時(shí),復(fù)合乳液的拉伸強(qiáng)度、擺桿硬度、耐水性、耐堿性、耐醇性和鏡面光澤均有不同程度的提高。

基于無溶劑法運(yùn)用輻射聚合制備出氟改性聚氨酯/丙烯酸酯乳液。通過60co射線引發(fā)丙烯酸酯單體聚合且接枝于聚氨酯側(cè)鏈上,測(cè)試結(jié)果表明此法獲得的pua涂膜性能優(yōu)異,大幅提升了涂膜的硬度和力學(xué)性能。而氟改性的pua涂膜具有良好的耐水性。整個(gè)反應(yīng)過程不使用有機(jī)溶劑,對(duì)環(huán)境無害,且輻射加工在我國(guó)屬新興的綠色環(huán)保加工產(chǎn)業(yè),對(duì)合成革用聚氨酯從溶劑型向水性的變革具有重要意義。

用丙烯酸酯改性水性聚氨酯制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯-丙烯酸酯(wpua)復(fù)合乳液,系統(tǒng)地研究了水性聚氨酯(pu)含量、nnco/noh(初始物質(zhì)的量比)、親水性擴(kuò)鏈劑二羥甲基丙酸(dmpa)用量及軟硬單體質(zhì)量比對(duì)wpua乳液及其膜的性能的影響。結(jié)果顯示,wpua乳液膠粒呈核殼型結(jié)構(gòu),聚丙烯酸酯(pa)與pu鏈段具有良好的相容性,當(dāng)pu質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%、nnco/noh為5:1、mmma/m2-eha為1:4、dmpa質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.8%時(shí),所得wpua復(fù)合乳液及其膠膜綜合性能較好。

用細(xì)乳液聚合的方法制備水性聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合細(xì)乳液,研究了引發(fā)劑的種類與用量對(duì)乳液的影響,并對(duì)膠膜進(jìn)行熱重分析,同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試膠膜的拉伸強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明:pu加入量為15%時(shí),膠膜拉伸強(qiáng)度提高23%,此處的斷裂伸長(zhǎng)率和剝離強(qiáng)度也達(dá)到了最大值。

大量研究表明,將聚氨酯和聚丙烯酸酯結(jié)合在一起得到的聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合乳液(pua)可使涂膜獲得更優(yōu)異的性能,在水性涂料中有重要的應(yīng)有價(jià)值.pua復(fù)合乳液的合成方法對(duì)復(fù)合組分的相容性以及復(fù)合乳液乳膠膜的性能有重要的影響.本文綜述了水性聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合乳液主要合成方法的研究狀況,并對(duì)各種方法進(jìn)行比較.

采用種子溶脹乳液聚合法,以水性聚氨酯為種子,甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯為單體制備水性聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合乳液,考察了聚合溫度、攪拌速度、引發(fā)劑種類、引發(fā)劑用量及反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚合過程的影響.結(jié)果表明:適宜的聚合溫度控制為85℃;適宜的攪拌速率為150～250r/min;采用水溶性引發(fā)劑時(shí)引發(fā)效率較高,過硫酸鉀的最佳用量為0.8%;隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,乳液粒徑先減小后增大.用紅外光譜對(duì)聚氨酯丙烯酸酯乳液進(jìn)行分析,表明丙烯酸酯參與了反應(yīng).

以聚四氫呋喃二醇(ptmg-1000)和異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)為基本原料,二羥甲基丙酸(dmpa)作為親水?dāng)U鏈劑,甲基丙烯酸-β-羥乙酯(hema)作為偶聯(lián)劑與甲基丙烯酸甲酯(mma)反應(yīng),采用核殼乳液共聚法,制備了聚丙烯酸酯-聚氨酯復(fù)合乳液(wpua);通過紅外光譜、透射電鏡對(duì)wpua乳液粒子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,探討了dmpa用量、聚氨酯預(yù)聚體r值、聚氨酯(pu)鏈段與聚丙烯酸酯(pa)鏈段質(zhì)量比等因素對(duì)乳液外觀、粘度、穩(wěn)定性等性能的影響;結(jié)果表明,當(dāng)dm-pa用量為6份,r值為2.5,pu鏈段與pa鏈段質(zhì)量比為70∶30時(shí),所得wpua表觀性能較為優(yōu)異。

綜述了水性聚氨酯/聚丙烯酸酯(pua)復(fù)合乳液幾種合成方法:物理共混法,化學(xué)交聯(lián)法,原位乳液聚合法,種子乳液聚合法以及微乳液和細(xì)乳液聚合法的研究進(jìn)展,介紹了pua復(fù)合乳液乳膠粒的不同核/殼結(jié)構(gòu)和pua互穿網(wǎng)絡(luò),報(bào)導(dǎo)了采用蓖麻油、有機(jī)氟、有機(jī)硅和環(huán)氧樹脂改性pua的技術(shù)進(jìn)展以及新型光固化pua,并對(duì)聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液的發(fā)展方向作出了預(yù)測(cè)。

介紹了適合于制備聚氨酯-丙烯酸酯(pua)復(fù)合乳液的常規(guī)物料及新近開發(fā)的物料,包括多異氰酸酯、聚多元醇、乙烯基單體、親水性物質(zhì)、中和劑、交聯(lián)劑、引發(fā)劑等。介紹了種子乳液聚合法、原位乳液聚合法和溶液聚合轉(zhuǎn)相法三種典型的制備pua復(fù)合乳液的工藝及其最新進(jìn)展。指出開發(fā)功能性原材料、完善原位乳液聚合法和溶液聚合轉(zhuǎn)相法以及探索新的合成工藝將成為今后研制高性能pua復(fù)合乳液的重要領(lǐng)域。

以異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、硅溶膠、聚醚二元醇(n210)、二羥甲基丙酸(dmpa)、三羥甲基丙烷(tmp)等為原料,采用原位分散聚合法制備了水性硅溶膠/丙烯酸聚氨酯(sio2/pua)納米復(fù)合乳液,研究了硅溶膠、dmpa和tmp的用量以及中和度對(duì)sio2/pua納米復(fù)合涂層性能的影響,確定了較佳的制備條件:硅溶膠最大添加量為sio2占sio2/pua總固含量的4.5%,dmpa添加量為pua質(zhì)量的6.5%,tmp添加量為pua質(zhì)量的1.25%,中和度控制在90%。在此條件下制備的sio2/pua納米復(fù)合涂層與市售pua涂膜相比,其硬度、附著力、耐水性、耐溶劑性等都得到一定程度的提高。

以聚醚多元醇ppg1000與mdi-50反應(yīng)合成的端nco基聚氨酯(pu)預(yù)聚體為復(fù)膜膠的主劑;以聚醚多元醇ppg400為反應(yīng)介質(zhì),以總質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%的甲基丙烯酸甲酯(mma)、丙烯酸丁酯(ba)及丙烯酸羥乙酯(2-hea)為共聚單體,合成的低黏度共聚物作為固化劑。將主劑與固化劑按異氰酸酯指數(shù)1.4配制成聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)膜膠?？疾炝薾co含量、固化劑反應(yīng)溫度、丙烯酸酯配比等因素對(duì)復(fù)膜膠性能的影響。研究表明,主劑nco基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%,固化劑丙烯酸酯共聚物的理論玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-10℃、聚合溫度為110℃且固化劑總羥值為160mgkoh/g時(shí),得到的聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)膜膠用于聚丙烯復(fù)合薄膜表現(xiàn)出優(yōu)異的粘接性能。

以二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi-50)、聚氧化丙烯二醇(ppg)和1,2-丙二醇為主要原料,制備了不同丙烯酸鋅(zda)含量的聚氨酯(pu)復(fù)合材料。通過傅里葉變換紅外光譜(ft-ir)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(dma)、力學(xué)性能測(cè)試,對(duì)zda/pu復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,zda的加入,可提高pu的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率,但用量不宜過多,當(dāng)zda的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),pu復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能最好。zda的加入,可降低pu的儲(chǔ)能模量,提高pu的阻尼性能；zda用量較低時(shí),pu的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)提高,但zda用量提高時(shí),更有利于pu軟硬段的微相分離,其t_g降低。

以異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、聚醚二元醇(n220)、蓖麻油(c.o.)和甲基丙烯酸甲酯(mma)為主要原料,合成了蓖麻油改性聚氨酯-丙烯酸酯(cpua)復(fù)合乳液,研究了蓖麻油添加量對(duì)乳液及涂膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,蓖麻油與n220的—oh基團(tuán)物質(zhì)的量比(x)在1∶5~1∶3之間,乳液黏度、涂膜柔韌性、吸水率、力學(xué)性能等均較好。

以自乳化自交聯(lián)的陽離子水性聚氨酯乳液(pu)為種子乳液進(jìn)行含氟丙烯酸酯(fa)、苯乙烯(st)和丙烯酸丁酯(ba)等乙烯基單體的自由基共聚合,制得陽離子聚氨酯-含氟丙烯酸酯(fpua)復(fù)合乳液。通過紅外光譜分析、接觸角測(cè)試、表面自由能計(jì)算、粒徑及粒徑分布測(cè)試及透射電鏡測(cè)試對(duì)聚合物乳液及其膜結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明w(fa)達(dá)到20%左右,fpua才兼具良好防水防油性;水和二碘甲烷在fpua(w(fa)=20%)乳膠膜上所成接觸角分別為110和86°;計(jì)算得30℃時(shí)fpua(w(fa)=20%)乳膠膜表面自由能為14.64mj/m2,比改性前pu膜表面自由能下降78.65%;120℃熱處理后fpua(w(fa)=20%)表面自由能可進(jìn)一步降低17.69%;fpua乳液粒徑較pu明顯增大且分布變寬;推測(cè)fpua復(fù)合粒子既有膠束成核又有水相成核機(jī)理。

采用"原位復(fù)合"方法合成了納米sio2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液,以此乳液為基料配制的乳膠涂料具有性能好、無污染、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn).介紹了納米sio2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液及其乳膠漆的配方和制備工藝,研究了納米sio2用量對(duì)涂料性能的影響.

采用經(jīng)典的st觟ber法在常溫下制備納米級(jí)硅溶膠,用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷對(duì)其改性。在陰離子乳化劑和非離子乳化劑共同存在下,通過乳液聚合制備了硅溶膠/含氟聚丙烯酸酯復(fù)合乳液。表征了乳膠粒形貌,測(cè)試了共聚物組成及性能、乳液穩(wěn)定性和乳膠膜性能。結(jié)果表明:乳膠粒有明顯的核殼結(jié)構(gòu),乳液有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性、高溫和低溫穩(wěn)定性;硅溶膠/含氟聚丙烯酸酯復(fù)合乳膠膜吸水率達(dá)12.50%,對(duì)水的接觸角為93.5°;復(fù)合物的熱穩(wěn)定性高于普通聚丙烯酸酯共聚物和含氟聚丙烯酸酯共聚物。

采用“原位復(fù)合“方法合成了納米sio2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液,以此乳液為基料配制的乳膠涂料具有性能好、無污染、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn).介紹了納米sio2/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液及其乳膠漆的配方和制備工藝,研究了納米sio2用量對(duì)涂料性能的影響

以聚丙烯酸酯尖乳液為基礎(chǔ)的水性涂料自誕生以來就被人們所看好,它是一種全新的環(huán)保型裝飾材料,給裝修業(yè)和居民帶來福音。本文借助納米技術(shù),對(duì)聚丙烯酸酯復(fù)合乳液涂料的發(fā)展前景做了展望

通過核殼乳液聚合工藝引入環(huán)氧樹脂,對(duì)丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性,制備了水性環(huán)氧/丙烯酸酯雜化乳液。通過接觸角、極化曲線測(cè)試以及傅里葉變換紅外光譜(ft-ir)、熱重分析(tga)、電化學(xué)阻抗譜(eis)等方法對(duì)改性前后的丙烯酸酯進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,以12%環(huán)氧樹脂改性的丙烯酸酯與改性前的丙烯酸酯相比,其疏水性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性能都有較大的改進(jìn)。

水基柔性聚丙烯酸酯乳液—水泥復(fù)合防水涂料,綜合了聚丙烯酸酯和水泥的優(yōu)良性能,防水效果優(yōu)異,抗老化和抗應(yīng)力龜裂能力強(qiáng),可長(zhǎng)久保持防水能力。這種涂料施工簡(jiǎn)單,可滿足多種形式的防水施工要求,是一種新型水性防水涂料

采用種子乳液聚合法合成丙烯酸酯壓敏膠,利用自交聯(lián)單體n-羥甲基丙烯酰胺(nma)提高其耐熱性能,并采用反應(yīng)型乳化劑dns-86進(jìn)一步提高壓敏膠綜合性能。研究了不同軟硬單體用量比和功能單體配比對(duì)壓敏膠性能的影響,探討了自交聯(lián)功能單體用量壓敏膠耐熱性能的影響,討論了反應(yīng)性乳化劑用量對(duì)壓敏膠性能的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明:以最佳配方所制備出的乳液型壓敏膠,其180°耐熱剝離強(qiáng)度達(dá)到220n/m,耐熱初粘力為11號(hào)鋼球,耐熱持粘力大于36h,固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%,粘度為460mpa·s。

以甲基丙烯酸-β-羥乙酯(hema)為羥基單體,采用種子乳液聚合工藝,結(jié)合即時(shí)中和與極性單體分段滴加等手段合成了羥值為98.8mg(koh)/g、固含量為45.0%的新型聚丙烯酸酯雜合乳液(pah)。tem觀察發(fā)現(xiàn):pah由表層為羧酸鹽覆蓋的乳膠粒p1和富含—oh的乳膠粒p2組成。納米粒度分析表明:相對(duì)于常規(guī)羥基聚丙烯酸乳液(hpae),pah的粒徑分布更寬,平均粒徑更小。針對(duì)pah配制的水性雙組分聚氨酯涂料(2k-wpu)的綜合性能測(cè)試說明:當(dāng)—cooh和—oh在p1和p2中的質(zhì)量比分別為1∶0和1∶3時(shí),涂膜性能最佳。傅里葉紅外光譜(ft-ir)分析發(fā)現(xiàn):涂膜固化過程中—nco與—oh完全反應(yīng)僅需3d。原子力顯微鏡(afm)分析顯示:2k-wpu涂層結(jié)構(gòu)致密且平整。