低親水基丙烯酸酯-聚氨酯復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反應的影響。對所得產(chǎn)品進行了紅外光譜分析,并測試了漆膜的拉伸強度、鏡面光澤、擺桿硬度和耐溶劑性。結果表明:用偶氮二異丁腈和過硫酸銨為復合引發(fā)劑,引發(fā)劑用量為0.8%,丙烯酸酯的加入量為30%時,復合乳液的拉伸強度、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鏈上,測試結果表明此法獲得的pua涂膜性能優(yōu)異,大幅提升了涂膜的硬度和力學性能。而氟改性的pua涂膜具有良好的耐水性。整個反應過程不使用有機溶劑,對環(huán)境無害,且輻射加工在我國屬新興的綠色環(huán)保加工產(chǎn)業(yè),對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構的水性聚氨酯-丙烯酸酯(wpua)復合乳液,系統(tǒng)地研究了水性聚氨酯(pu)含量、nnco/noh(初始物質的量比)、親水性擴鏈劑二羥甲基丙酸(dmpa)用量及軟硬單體質量比對wpua乳液及其膜的性能的影響。結果顯示,wpua乳液膠粒呈核殼型結構,聚丙烯酸酯(pa)與pu鏈段具有良好的相容性,當pu質量分數(shù)為80%、nnco/noh為5:1、mmma/m2-eha為1:4、dmpa質量分數(shù)為5.8%時,所得wpua復合乳液及其膠膜綜合性能較好。

用細乳液聚合的方法制備水性聚氨酯/丙烯酸酯復合細乳液,研究了引發(fā)劑的種類與用量對乳液的影響,并對膠膜進行熱重分析,同時根據(jù)實驗標準測試膠膜的拉伸強度和剝離強度。實驗表明:pu加入量為15%時,膠膜拉伸強度提高23%,此處的斷裂伸長率和剝離強度也達到了最大值。

大量研究表明,將聚氨酯和聚丙烯酸酯結合在一起得到的聚氨酯/丙烯酸酯復合乳液(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有價值.pua復合乳液的合成方法對復合組分的相容性以及復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/丙烯酸酯復合乳液主要合成方法的研究狀況,并對各種方法進行比較.

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)劑用量及反應時間對聚合過程的影響.結果表明: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)劑時引發(fā)效率較高,過硫酸鉀的最佳用量為0.8%;隨著反應時間的增加,乳液粒徑先減小后增大.用紅外光譜對聚氨酯丙烯酸酯乳液進行分析,表明丙烯酸酯參與了反應.

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)作為親水擴鏈劑,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,采用核殼乳液共聚法,制備了聚丙烯酸酯-聚氨酯復合乳液(wpua);通過紅外光譜、透射電鏡對wpua乳液粒子的結構進行觀察,探討了dmpa用量、聚氨酯預聚體r值、聚氨酯(pu)鏈段與聚丙烯酸酯(pa)鏈段質量比等因素對乳液外觀、粘度、穩(wěn)定性等性能的影響;結果表明,當dm-pa用量為6份,r值為2.5,pu鏈段與pa鏈段質量比為70∶30時,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)復合乳液幾種合成方法:物理共混法,化學交聯(lián)法,原位乳液聚合法,種子乳液聚合法以及微乳液和細乳液聚合法的研究進展,介紹了pua復合乳液乳膠粒的不同核/殼結構和pua互穿網(wǎng)絡,報導了采用蓖麻油、有機氟、有機硅和環(huán)氧樹脂改性pua的技術進展以及新型光固化pua,并對聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液的發(fā)展方向作出了預測。

介紹了適合于制備聚氨酯-丙烯酸酯(pua)復合乳液的常規(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、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相法三種典型的制備pua復合乳液的工藝及其最新進展。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相法以及探索新的合成工藝將成為今后研制高性能pua復合乳液的重要領域。

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)納米復合乳液,研究了硅溶膠、dmpa和tmp的用量以及中和度對sio2/pua納米復合涂層性能的影響,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質量的6.5%,tmp添加量為pua質量的1.25%,中和度控制在90%。在此條件下制備的sio2/pua納米復合涂層與市售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反應合成的端nco基聚氨酯(pu)預聚體為復膜膠的主劑;以聚醚多元醇ppg400為反應介質,以總質量分數(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-丙烯酸酯復膜膠?？疾炝薾co含量、固化劑反應溫度、丙烯酸酯配比等因素對復膜膠性能的影響。研究表明,主劑nco基質量分數(shù)為16%,固化劑丙烯酸酯共聚物的理論玻璃化轉變溫度為-10℃、聚合溫度為110℃且固化劑總羥值為160mgkoh/g時,得到的聚氨酯-丙烯酸酯復膜膠用于聚丙烯復合薄膜表現(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)復合材料。通過傅里葉變換紅外光譜(ft-ir)、動態(tài)力學分析(dma)、力學性能測試,對zda/pu復合材料的結構及性能進行了研究。結果表明,zda的加入,可提高pu的拉伸強度和斷裂伸長率,但用量不宜過多,當zda的質量分數(shù)為1%時,pu復合材料的綜合力學性能最好。zda的加入,可降低pu的儲能模量,提高pu的阻尼性能；zda用量較低時,pu的玻璃化轉變溫度(tg)提高,但zda用量提高時,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)復合乳液,研究了蓖麻油添加量對乳液及涂膜性能的影響。實驗結果表明,蓖麻油與n220的—oh基團物質的量比(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)復合乳液。通過紅外光譜分析、接觸角測試、表面自由能計算、粒徑及粒徑分布測試及透射電鏡測試對聚合物乳液及其膜結構與性能進行了表征。結果表明w(fa)達到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°;計算得30℃時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%)表面自由能可進一步降低17.69%;fpua乳液粒徑較pu明顯增大且分布變寬;推測fpua復合粒子既有膠束成核又有水相成核機理。

采用"原位復合"方法合成了納米sio2/聚丙烯酸酯復合乳液,以此乳液為基料配制的乳膠涂料具有性能好、無污染、價格低等優(yōu)點.介紹了納米sio2/聚丙烯酸酯復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硅溶膠,用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷對其改性。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/含氟聚丙烯酸酯復合乳液。表征了乳膠粒形貌,測試了共聚物組成及性能、乳液穩(wěn)定性和乳膠膜性能。結果表明:乳膠粒有明顯的核殼結構,乳液有良好的儲存穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性、高溫和低溫穩(wěn)定性;硅溶膠/含氟聚丙烯酸酯復合乳膠膜吸水率達12.50%,對水的接觸角為93.5°;復合物的熱穩(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“原位復合“方法合成了納米sio2/聚丙烯酸酯復合乳液,以此乳液為基料配制的乳膠涂料具有性能好、無污染、價格低等優(yōu)點.介紹了納米sio2/聚丙烯酸酯復合乳液及其乳膠漆的配方和制備工藝,研究了納米sio2用量對涂料性能的影響

以聚丙烯酸酯尖乳液為基礎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,對聚丙烯酸酯復合乳液涂料的發(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,對丙烯酸酯乳液進行改性,制備了水性環(huán)氧/丙烯酸酯雜化乳液。通過接觸角、極化曲線測試以及傅里葉變換紅外光譜(ft-ir)、熱重分析(tga)、電化學阻抗譜(eis)等方法對改性前后的丙烯酸酯進行了表征。結果表明,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。

水基柔性聚丙烯酸酯乳液—水泥復合防水涂料,綜合了聚丙烯酸酯和水泥的優(yōu)良性能,防水效果優(yōu)異,抗老化和抗應力龜裂能力強,可長久保持防水能力。這種涂料施工簡單,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,并采用反應型乳化劑dns-86進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,討論了反應性乳化劑用量對壓敏膠性能的貢獻。結果表明:以最佳配方所制備出的乳液型壓敏膠,其180°耐熱剝離強度達到220n/m,耐熱初粘力為11號鋼球,耐熱持粘力大于36h,固體質量分數(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,結合即時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pah配制的水性雙組分聚氨酯涂料(2k-wpu)的綜合性能測試說明:當—cooh和—oh在p1和p2中的質量比分別為1∶0和1∶3時,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完全反應僅需3d。原子力顯微鏡(afm)分析顯示:2k-wpu涂層結構致密且平整。