水性硅溶胶/丙烯酸聚氨酯纳米复合乳液的制备

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、硅溶胶、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为原料,采用原位分散聚合法制备了水性硅溶胶/丙烯酸聚氨酯(SiO2/PUA)纳米复合乳液,研究了硅溶胶、DMPA和TMP的用量以及中和度对SiO2/PUA纳米复合涂层性能的影响,确定了较佳的制备条件:硅溶胶最大添加量为SiO2占SiO2/PUA总固含量的4.5%,DMPA添加量为PUA质量的6.5%,TMP添加量为PUA质量的1.25%,中和度控制在90%。在此条件下制备的SiO2/PUA纳米复合涂层与市售PUA涂膜相比,其硬度、附着力、耐水性、耐溶剂性等都得到一定程度的提高。     

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。     

多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、甲基丙烯酸羟乙酯(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料合成了具有高交联度的多官能度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水乳液。采用国标GB12009.4—89,FT-IR,13C NMR,DMA,AFM等方法对PUA预聚体合成过程和聚合物乳液(涂膜)进行了测试和表征,考察了n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)、DMPA质量分数、pH值等对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,随着丙三醇质量分数增大,PUA光固化速率、耐溶剂性、膜硬度提高、吸水率降低;随着DMPA质量分数的增加,PUA涂膜硬度、吸水率增强,乳胶粒径越来越小;随着中和度增大,乳液逐渐由云雾状趋向透明,粘度下降。当n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)=9∶6∶1,w(丙三醇)=2%左右,DMPA质量分数为4.6%,中和度为90%时,乳液储存稳定(30 d),涂膜光固化速率达到7 s,附着力为1,硬度为3 H,耐水性、耐化学品性更佳。     

低亲水基含量丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液及其膜性能的研究

采用自乳化的工艺,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚已二酸丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸酯为主要原料,制备了一系列稳定的高固含量聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA)。研究了在DMPA用量最低为0.8%(占固含量的百分比),固含量为40%左右的条件下,PBA的分子量、DMPA的用量、PU/PA对PUA乳液性能及其涂膜性能的影响。     

环氧改性聚氨酯光固化涂料研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和环氧树脂合成了环氧改性水性聚氨酯乳液。该乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物。探讨了环氧丙烯酸酯(EB)和亲水扩链剂(DMPA)的添加量对涂料和涂膜性能的影响以及光引发剂用量、中和度对光固化涂料转化率的影响。结果表明,随着EB用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为10%;随着DMPA用量的增加,涂膜硬度、强度提高,而断裂伸长率降低,耐水性变差,故DMPA用量在6%～8%范围为宜;光固化转化率随着中和度的提高而加快,适宜的引发剂用量为3%。本品的缺点是耐汽油性不够理想。     

水性丙烯酸酯聚氨酯乳液的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为原料,采用种子乳液聚合法制备了水性丙烯酸酯聚氨酯(PUA)乳液。探讨了异氰酸根指数R,二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)等用量以及中和度对PUA乳液及其漆膜性能的影响,获得了PUA乳液的最佳合成条件:R=1.3,DMPA添加量为PU质量的6%,TMP和MMA的添加量分别为PUA质量的1%和30%,中和度为90%~100%。红外光谱分析表明,成功合成了PUA乳液。在优化条件下制备的乳液外观呈蓝色半透明状,平均粒径71.89 nm,黏度为66.13 mPa·s,具有较好的稳定性。以该乳液制备的漆膜附着力1级,硬度H,吸水率13.84%,具有较好的耐醇性。     

蓖麻油聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）与蓖麻油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,研究了蓖麻油水性聚氨酯性能、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,并应用傅里叶红外光谱（FTIR）测定反应产物的结构.研究发现,用外观半透明或微透明的PU-M分散液制备的PUA乳液及涂膜性能优良.油溶性引发剂（AIBN）比水溶性引发剂（K₂S₂O₈）更适合本体系的乳液聚合.随着MMA含量增大,PUA复合乳液胶粒粒径增大,黏度减小,涂膜光泽度下降,机械性能变好,耐水性增加.合适的MMA含量为体系总固含量的20%～30%.提出了PUA复合乳液胶粒形成及粒径长大机理.     

UV固化PUA/EA核壳复合乳液的制备与性能

以亲水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚体为高分子乳化剂,与环氧丙烯酸酯(EA)树脂混合后,采用相反转乳化法制备了UV固化PUA/EA复合乳液。利用傅里叶变换红外光谱对水性PUA合成过程以及复合乳液UV固化前后进行了表征,表明得到了目标产物且UV固化良好。透射电镜(TEM)测试表明,复合乳液随EA含量不同呈不同的不规则的核壳结构。讨论了羧基含量、中和度以及EA树脂含量对乳液相反转过程、PUA预聚体的乳化能力、复合乳液及其固化膜性能的影响。结果表明,PUA预聚体的乳化能力随羧基含量的增加而增加,但超过2.3%后变化不再明显;相反转过程中体系黏度与电导率的最大值均随羧基含量的增加而增加,且出现得越来越晚;中和度增加,复合乳液的粒径逐渐减小,稳定性先变好后变差,乳液的黏度增加而固化膜的耐水性降低;EA含量增加,乳液粒径降低,涂膜的光固化速率提高,固化膜硬度增加,柔韧性变差,耐水及耐热性能均先增加后降低。     

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.     

阴离子型核壳结构水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成了具有核壳结构的聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。用FT-IR、TEM和粒度仪对所制备的共聚乳液的粒径、形态结构和胶膜的力学性能进行了表征。研究表明,随DMPA添加量增加,离子基团增加,PUA乳液平均粒径渐小,乳液黏度先增大后减小,其含量为6%较适宜。     

脂肪族水性聚氨酯的合成研究

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺为主要原料,采用预聚体法制备了脂肪族水性聚氨酯(PU)乳液,研究了HDI与聚酯多元醇摩尔比(R值)、DMPA用量及中和度对PU乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当R值为3.00～3.25、DMPA质量分数为3.28%左右、中和度为100%时,所合成的PU乳液稳定性最好,胶膜的综合性能最佳。     

聚脲/丙烯酸酯乳液的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚胺D-2000、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,合成双键封端的聚脲预聚体,再通过种子乳液聚合法,与丙烯酸酯单体聚合,制备聚脲/丙烯酸酯(PUAA)乳液。研究了R值、DMPA用量以及聚脲(PUA)与聚丙烯酸酯(PA)质量比对合成乳液稳定性、耐水性、力学性能等的影响。红外光谱分析表明聚脲与丙烯酸酯成功接枝。实验结果表明:R值为1.6时,乳胶膜吸水率最低;而随R值增大,乳胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率减少。实验优选DMPA的用量占PUA预聚体的5.0%,PUA与PA质量比为2∶3~1∶2,制得的PUAA乳液稳定,吸水率低,力学性能好。     

低亲水基丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液涂膜的热分析研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、聚已二酸-1,4丁-二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸酯(PA)为主要原料,采用自乳化工艺制备了固体质量分数均为40%,亲水基团(DMPA的羧基)占固体质量百分数为1%的一系列稳定的聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA);用热重分析(TG)、示差扫描量热分析(DSC)、动态机械热分析(DMA)方法研究PBA的相对分子质量、聚氨酯与丙烯酸酯的质量分数比(PU/PA)对PUA膜热性能的影响。热分析研究表明,增加PBA相对分子质量和加入适量的丙烯酸酯能提高PUA分子的有序程度,有利于PUA成膜物耐热性能的改善;随着PBA相对分子质量的增加,PU软段的非晶部分和PA的硬段相容性增强,微观相分离减小,乳液的混合能达到分子水平。     

水性紫外光固化合成革用聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及性能研究

采用聚丁二醇(PBG)、2,4-甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)和丙烯酸羟乙酯合成了紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂,利用FT-IR对树脂进行了表征,探讨了树脂亲水基团含量和中和度对乳液性能的影响,分析表征了固化膜的基本性能。结果表明:乳液的粒径随着—COOH含量的提高而下降,乳液的分散性、稳定性及黏度随—COOH含量增加而增大;乳液黏度在中和度为90%时达到最高6.222 mPa.s,粒径达到最小59.8 nm。固化膜的吸水率随—COOH含量的增加而上升,固化膜对PVC板具有很好的附着力,其铅笔硬度随着DMPA/PBG比例的增加而上升。     

聚醚型阴离子水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

采用聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基本原料,用预聚法合成了稳定的聚醚型水性聚氨酯乳液。探讨了NCO/OH(摩尔比)、DMPA用量、中和度等对水性聚氨酯性能的影响。实验表明:当预聚温度为80℃、乳化温度为30℃时,初聚NCO/OH为2.0、总NCO/OH为1.2、DMPA用量为4%、中和度为100%、TMP与DMPA的摩尔比控制在1:4左右时合成的聚醚型阴离子水性聚氨酯具有较好的乳液稳定性,且涂膜的耐水性和机械性能优良。     

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.