水性聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合乳液合成及性能研究.pdf

1、人們對(duì)環(huán)境保護(hù)日趨重視，無(wú)污染涂料的研制成為人們研究的熱點(diǎn)。水性涂料就是一種“環(huán)保型”涂料，其發(fā)展速度非?？欤呀?jīng)取得很大成果。在涂料領(lǐng)域聚氨酯(PU)涂料已經(jīng)被公認(rèn)為綜合性能優(yōu)良的高品味涂料。兼顧環(huán)保要求，水性聚氨酯(WPU)的發(fā)展非常迅速。水性聚氨酯涂料具有良好的物理機(jī)械性能和優(yōu)良的耐寒性。單一PU乳液的自增稠性差，固含量低，耐水性和光澤差，機(jī)械強(qiáng)度不及丙烯酸樹脂，且成本較高。聚丙烯酸酯(PA)乳液具有良好的耐水性、物理機(jī)械性能和耐

2、候性，但存在熱粘冷脆、不耐溶劑等缺點(diǎn)。將聚氨酯乳液與聚丙烯酸酯乳液復(fù)合，制備水性聚氨酯聚丙烯酸酯(PUA)復(fù)合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的優(yōu)良特性，且成本低，具有較好的應(yīng)用前景。本文也做了這方面的工作，通過(guò)丙烯酸酯改性復(fù)合，得到綜合性能優(yōu)異又降低了成本的水性聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合乳液。 本論文選用甲苯-2，4-二異氰酸酯(TDI)，選用不同分子量的聚醚，設(shè)計(jì)不同的配方，探索不同的工藝，制備水性聚氨酯分散體，并對(duì)其進(jìn)行與丙烯

3、酸酯類單體的聚合，制備水性聚氨酯/丙烯酸酯復(fù)合乳液。 本文首先用甲苯二異氰酸酯(TDI)與二羥甲基丙酸及聚醚多元醇合成帶有親水集團(tuán)-COOH的聚氨酯預(yù)聚體，用丙烯酸單體稀釋后，高剪切下分散于水中制得含丙烯酸單體的聚氨酯分散液，然后與其他丙烯酸單體，在外加交聯(lián)劑下，引發(fā)聚合，制得互穿網(wǎng)絡(luò)型水性聚氨酯丙烯酸酯復(fù)合乳液。探索了在PU分散液的制備工藝和PUA復(fù)合乳液的AIBN引發(fā)工藝。 其次，探討了-NCO/-OH、DMPA含量

4、對(duì)乳液的影響；分析了PU/PA比例以及軟單體丙烯酸丁酯(BA)在PA中的所占比例BA/PA對(duì)PUA乳液和涂膜性能的影響。PUA復(fù)合乳液采用AIBN油溶性引發(fā)劑，探索工藝，測(cè)試效果。用帶羥基的丙烯酸酯(HEA)封端，即得封端交聯(lián)型水性聚氨酯分散液；制備預(yù)聚體(PEU)時(shí)，加入自制的環(huán)氧丙烯酸酯(H-3)，在PU鏈引入雙鍵，而不影響兩端-NCO基的殘留量，得環(huán)氧、側(cè)鏈交聯(lián)改性的PUA乳液；在制預(yù)聚體時(shí)，不封端也不加環(huán)氧，而在PUA復(fù)合中加交

5、聯(lián)劑HDDA而得互穿網(wǎng)絡(luò)(IPIN)型PUA。對(duì)互穿網(wǎng)絡(luò)型，封端交聯(lián)型，環(huán)氧、側(cè)鏈交聯(lián)改性型PUA分別做正交實(shí)驗(yàn)，將乳液制膜，測(cè)試膜的耐水性、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率等，評(píng)價(jià)性能，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，本文得出以下主要結(jié)論：當(dāng)-NCO/-OH的比例為1.4∶1時(shí)，DMPA含量為6.5﹪，設(shè)計(jì)PU/PA為1∶1，BA/PA為1∶1，使用AIBN做引發(fā)劑，最終合成的PUA乳液是外觀乳白帶藍(lán)光，有透明感的穩(wěn)定乳液，具有耐黃變好，耐水性