丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成與表征.pdf

1、近年來，隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，水性涂料的研究與開發(fā)已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注，并具有非常廣闊的發(fā)展前景。水性聚氨酯乳液(WPU)和水性丙烯酸酯共聚物(PA)目前在市場(chǎng)上都是被廣泛用來作為水性涂料的基料。PU、PA同其他溶劑型涂料比有諸多優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜、無毒、不污染環(huán)境，在皮革、膠黏劑、涂料等方面被廣泛應(yīng)用。聚氨酯具有優(yōu)異的耐有機(jī)溶劑、耐寒性、溫度適應(yīng)性和彈性，但在保光性、自增稠性、耐水性等方面存在缺陷，而丙烯酸酯乳液機(jī)械強(qiáng)度高、抗老化、不發(fā)

2、黃、耐水性好，但丙烯酸酯的聚合為自由基聚合，單體在分子鏈上呈無規(guī)結(jié)構(gòu)，存在耐磨性、耐化學(xué)品、耐有機(jī)溶劑性、堅(jiān)韌性差還有高溫發(fā)粘、低溫發(fā)脆等缺點(diǎn)。在性質(zhì)方面PU和PA兩者之間具有互補(bǔ)性，使聚氨酯和聚丙烯酸酯二者有機(jī)結(jié)合，合成這種新型的PUA乳液已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　 本文從粒子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路著手，采用半連續(xù)法以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、聚醚210、二羥甲基丙酸(DMPA)、等為聚氨酯原料，甲基丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸

3、丁酯(BA)、為丙烯酸酯類單體，甲基丙烯酸羥丙酯(HPMA)為分封端劑，過硫酸鉀(K2S2O8)為引發(fā)劑、三羥甲基丙烷(TMP)為交聯(lián)劑，合成了具有明顯核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯-水性聚氨酯(PUA)乳液。系統(tǒng)的研究了-NCO/-OH的比值、聚合物中PU/PA質(zhì)量比、交聯(lián)劑的用量、乳化劑的用量、引發(fā)劑的用量、緩沖劑的用量、-COOH的含量以及聚合溫度，對(duì)乳液及涂膜性能的影響。首先固定HPMA、引發(fā)劑(KPS)、緩沖劑(NaHCO3)、乳化劑(S

4、DS)的用量及聚氨酯與丙烯酸酯的質(zhì)量比(PU/PA)，分析討論-NCO/-OH的比值不同對(duì)丙烯酸酯/聚氨酯(PUA)復(fù)合乳液結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著-NCO/-OH比值的增大，乳液穩(wěn)定性良好，外觀無明顯變化。膠膜吸水率變小，熱穩(wěn)定性增大，最大熱失重溫度提高，玻璃化溫度升高力學(xué)性能得到提高。其次固定HPMA、引發(fā)劑(APS)、緩沖劑(NaHCO3)、乳化劑(SDS)的用量及-NCO/-OH的比值，考察了不同PU/PA質(zhì)量比對(duì)PUA

5、復(fù)合乳液結(jié)構(gòu)與性能的影響。得出質(zhì)量比PU/PA=1/1時(shí)制得的PUA復(fù)合乳液的綜合性能較好。此外固定HPMA、引發(fā)劑(KPS)、緩沖劑(NaHCO3)、乳化劑(SDS)的用量、-NCO/-OH的比以及PU/PA質(zhì)量比不變，分析討論了交聯(lián)劑的用量對(duì)PUA膠膜性能的影響，發(fā)現(xiàn)一定范圍內(nèi)隨著交聯(lián)劑用量的增大，膠膜耐水性增加，熱穩(wěn)定性增大，力學(xué)性能提高，當(dāng)交聯(lián)劑用量達(dá)到0.8％后，在增加交聯(lián)劑的用量對(duì)膠膜的綜合性能影響不大。最后分析討論了乳化劑