KH550交联改性无溶剂聚氨酯/丙烯酸酯乳液的合成应用

采用原位聚合法,合成了一系列γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的无溶剂阴离子型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。重点考察了KH550用量对WPUA乳液及涂膜性能的影响,通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、粒度分析仪(DLS)、原子力显微镜(AFM)、吸水率测试等对其相关性能进行了表征。结果表明,KH550反应到聚氨酯链段上且当ω(KH550)=1.05%(占 整 个 反 应 物 总 量,下 同)时,WPUA乳液稳定性较好,平均粒径为104.5nm,其热稳定性也较佳,涂膜表面平坦且较规整,硬度可达2H,耐冲击性合格,附着力达到0级,吸水率低至8.57%。     

KH550交联改性无溶剂聚氨酯/丙烯酸酯乳液的合成应用

采用原位聚合法,合成了一系列γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的无溶剂阴离子型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。重点考察了KH550用量对WPUA乳液及涂膜性能的影响,通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、粒度分析仪(DLS)、原子力显微镜(AFM)、吸水率测试等对其相关性能进行了表征。结果表明,KH550反应到聚氨酯链段上且当m(KH550)=1.05%(占整个反应物总量,下同)时,WPUA乳液稳定性较好,平均粒径为104.5nm,其热稳定性也较佳,涂膜表面平坦且较规整,硬度可达2H,耐冲击性合格,附着力达到0级,吸水率低至8.57%。     

GMA改性无溶剂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的合成及性能研究

采用原位聚合法,制备得到了无溶剂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,系统地研究了GMA用量对WPUA乳液及其膜性能的影响。结果表明,当m(GMA)=10.2%时,WPUA乳液粒径较小且分布窄,平均粒径为141.1nm,且聚合物具有良好的热稳定性,涂膜呈现良好的耐水性和耐醇性,吸水率低至6.85%,涂膜硬度达到2H,附着力达到0级,耐冲击合格。     

环氧改性阳离子水性聚氨酯的制备及对纸张的表面处理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和己二异氰酸酯(HDI)为硬段,聚己内酯二醇(PCL1000)为软段,引入环氧树脂(E-44),采用原位聚合制得环氧改性阳离子水性聚氨酯乳液(EPUA)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、耐介质性测试、接触角及力学性能测试研究了聚合物的构性关系。研究了E-44用量对聚合物及施胶性能的影响,并用扫描电镜(SEM)对纸张表面处理前后进行了表征。实验结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.3,m(MDEA)=10%,m(E-44)=12%时,乳液性能较佳,改性效果最好。在最佳聚合工艺条件下,施胶度为78s,湿强度达39%,耐折也达57次。随着m(E-44)增大,聚合物胶膜的耐介质性增强,吸水率从13.69%降至6.46%,吸甲苯率由121.5%降至74.8%,接触角由64.85°增大到116.49°,力学测试也表明拉伸强度随m(E-44)的增大得到改善,断裂伸长率减小。     

亲水SiO2改性水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备及性能

为了提高水性聚氨酯材料的耐热性、耐化学试剂性及力学性能,利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为聚氨酯预聚合的连续相,同时采用羧酸型以及磺酸型亲水扩链剂,乳化时引入反应性的亲水性纳米二氧化硅(WSiO2),通过无有机溶剂法制备了稳定的耐温水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(WPUA)乳液。利用透射电镜、红外光谱、X射线衍射和热重等手段研究了WPUA乳液及其膜的结构和性质。结果表明:随着样品中WSiO2含量的增加,WPUA乳液的平均粒径增大,WPUA膜的光泽度下降,硬度、附着力增加,WPUA薄膜的硬度和附着力增加,拉伸强度值先上升后下降,最佳WSiO2添加量为1%。适量的WSiO2可以改善WPUA材料的耐热行为。当热分解率为50%时,WSiO2改性后WPUA的分解温度比改性前提高了39℃。WSiO2改性使WPUA的力学和耐化学试剂性也得到了改善。     

氮丙啶交联剂改性水性硝化纤维乳液的制备及性能

以硝化纤维(NC)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,制得自乳化型水性硝化纤维乳液,再加入三官能团氮丙啶交联剂XC-113,制备出交联改性水性硝化纤维乳液。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和热失重分析(TGA)法等测试手段,研究了XC-113和DMPA的含量对乳液及其涂膜性能的影响。结果表明:当ω(XC-113)=1.5%,ω(DMPA)=3.5%时,改性后的乳液具有良好的稳定性,涂膜的耐水性、耐乙醇性、热性能、力学性能均得到明显改善。     

水性聚氨酯的合成、改性及其在烟包涂料上的应用

为了满足烟包印刷行业低VOC含量的要求,以耐高温聚酯二元醇(NCL2000)作为软段,4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)、扩链剂1,4-丁二醇(BDO)、后扩链剂乙二氨基乙磺酸钠(AAS)、封端剂丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为硬段,制备了无三乙胺、零VOC的水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,研究了MMA对WPUA复合乳液的制备及胶膜性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)等测试手段对WPUA乳液及其胶膜的结构和性能进行分析。结果表明,随MMA添加量增大,WPUA复合乳液平均粒径增大,WPUA胶膜的吸水率随之减小。当热失重率为50%时,MMA改性后的WPUA胶膜比纯水性聚氨酯(WPU)胶膜的分解温度提高了52.85℃。     

苯胺-对苯二胺共聚物改性水性聚氨酯-丙烯酸酯涂层的制备及防腐性能研究

采用微乳液聚合法合成苯胺-对苯二胺共聚物P(ANI-PDA),采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA),根据物理共混法制备出苯胺-对苯二胺共聚物/水性聚氨酯-丙烯酸酯复合涂层P(ANI-PDA)/WPUA。采用原子力显微镜(AFM)、热重分析(TGA)、吸水率测试、电化学测试和盐雾实验对P(ANI-PDA)/WPUA的形貌、热稳定性和防腐性能进行了表征和测试,研究了P(ANI-PDA)用量对涂层防腐性能的影响。结果表明,随着P(ANI-PDA)用量的增加,胶膜的热稳定性提高,乳胶粒粒径增大,当P(ANI-PDA)用量为1.5%时,胶膜的吸水率最低为4.1%,腐蚀电位为-1.034V,腐蚀电流密度为2.75×10~(-7) A·cm~2,耐盐雾最好,防腐性能最佳。     

丙烯酸酯软硬单体含量对PU/PA复合乳液及其表面施胶性能的影响

采用原位无皂乳液聚合法制备了水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液。分析了软硬单体比例对WPUA乳液粒径、粘度,对胶膜的凝胶率、吸水率和力学性能的影响,并研究了WPUA乳液对纸张的增强作用。研究表明,随着m(MMA)增大,胶粒粒径增大,乳液粘度下降,胶膜凝胶率上升,吸水率先下降后上升,且当m(MMA)为14.37%时,胶膜力学性能最佳。以质量分数为1%的WPUA乳液进行表面施胶,施胶度达37.47s,湿强度达31.61%。当m(MMA)为8.64%时,耐折度达54次。     

水性油墨用环氧丙烯酸酯乳液的制备研究

采用半连续种子乳液聚合法制备环氧-丙烯酸酯复合乳液,并以钛白粉为颜料、水性树脂为分散树脂的色浆配制了凹版水性油墨.讨论了乳化剂种类及用量,对乳液及其涂膜性能的影响和引入环氧树脂对乳液和水性油墨性能的影响,并通过FTIR,DSC对乳液进行分析和表征.研究表明环氧树脂与丙烯酸酯发生了接枝反应;当复合乳化剂用量为4.5%,环氧树脂E-44用量为5%时所得环氧丙烯酸酯乳液及其配制的水性油墨性能优异.     

SiO_2-有机硅共聚物改性的环氧树脂E-44及其富锌涂料的性能

为了提高环氧材料的性能,利用硅溶胶与有机硅单体接枝反应,制备兼有有机物和无机物优点的SiO2-有机硅新型共聚物,用其改性环氧树脂E-44,并以改性的E-44为基料,制备了富锌防腐蚀涂料,通过红外光谱、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等对改性的E-44及其富锌涂料涂层进行了表征。结果表明:当SiO2-有机硅共聚物和E-44质量比为6∶4时,其富锌涂料涂层有良好的附着力、硬度、冲击强度、柔韧性,该涂料比传统E-44涂料具有更好的防腐蚀性和耐高温性。     

交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备及其胶膜性能研究

采用原位聚合的方法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL-1000)、1,4-丁二醇(BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等为主要原料,合成交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。系统研究了交联剂用量对复合乳液及其胶膜性能的影响,并通过FT-IR、TGA、XRD、SEM表征了复合乳液及其胶膜的结构和性能。结果表明,适度交联能够提高材料的力学性能及耐水性能,当n(GMA)/n(DMPA)=0.1~0.2时,所得WPUA乳液性能稳定,聚合物具有良好的热稳定性及耐水性,吸水率低至5.4%;拉伸强度达到28.9 MPa,较未交联胶膜的拉伸强度提高了173%。     

碱溶性树脂复合丙烯酸酯乳液的性能研究

采用单体浓度梯度滴加法合成了不同种类碱溶性树脂复合丙烯酸酯乳液。利用差式扫描量热法(DSC)测量复合乳液涂膜的玻璃化转变温度(Tg),并通过Tg分析了碱溶性树脂和丙烯酸乳液(PA)的相容性;热重分析(TGA)测量了复合聚合物涂膜热稳定性;对涂膜的抗回粘性、光泽度和硬度进行了测量;采用透射电镜观察了乳胶粒子结构和漆膜结构。结果表明:(1)树脂Soluryl-120可以有效提高涂膜的热稳定性,并且树脂Soluryl-120复合丙烯酸复合乳液所制涂膜硬度可以达到2H;树脂SMA-1000对复合涂膜光泽度的改善最为明显,较高Tg树脂Soluryl-820的加入对复合乳液涂膜的抗回粘性改善最好。(2)单体、丙烯酸酯乳液(PA)与碱溶性树脂中存在的不饱和双键发生接枝共聚反应,使得碱溶性树脂能和PA部分相容。(3)乳胶粒子为明显核壳结构。     

通过环氧树脂后交联改性水性丙烯酸-聚氨酯

以三乙烯四胺(TETA)为后交联剂，合成了以环氧树脂(E-51)改性的丙烯酸一聚氨酯乳液，并用红外分光光度计来监控和表征环氧树脂E-51和固化剂TETA在成膜过程中的固化反应。观察了单组分乳液在聚合过程中以及储存时的稳定性。同时，讨论了环氧树脂对乳液的分散尺寸，涂膜的力学性能以及吸水性和吸甲苯率的影响。结果表明，当环氧质量分数低于20％时(以聚丙烯酸质量为基准)，乳液呈稳定态，并且拉伸强度和模量以及耐水、耐甲苯性随着环氧树脂质量分数的增加而增大，而断裂伸长率随之减小。     

偶联剂对聚丙烯酸酯/SiO_2杂合乳液的作用机理

采用硅烷偶联剂对硅溶胶进行改性,添加到聚丙烯酸酯乳液(PAE)中制备聚丙烯酸酯/SiO2杂合乳液(Si-PAE),研究了硅烷偶联剂的种类和添加量对涂膜性能的影响。结果发现,3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷(Z-6040)含有环氧基和甲氧基硅基团,在成膜过程中能分别与PAE链段上羧基(-COO-)和硅溶胶的硅醇(Si-OH)反应,形成Si-O-Si交联网络,提高了Si-PAE涂膜的交联密度;Z-6040的合适添加量为硅溶胶质量的4.0%;纳米粒径分析表明,Z-6040改性后的Si-PAE平均粒径减小,硅溶胶在Si-PAE乳液中分散更均匀;原子力显微镜(AFM)分析发现Si-PAE涂层结构平整致密;热重分析(TGA)曲线表明Si-PAE涂膜热稳定性较PAE高。     

水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层的制备与性能

为进一步改善水性聚氨酯丙烯酸酯涂层的防腐性能,采用原位聚合法制备了系列水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯(WPUA/GO)复合乳液。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱表征了自制GO的结构与形貌;运用透射电镜、扫描电子显微镜分析了复合乳液的微观形貌;并通过耐盐雾试验及电化学工作站测试了涂层的防腐性能。结果表明,通过改进的Hummers法制备出氧化程度高、分散性较好的GO;WPUA/GO乳液粒径随着GO含量的增加呈现先增大后减小的趋势;当GO的质量分数为0.5%时,涂层的热稳定性提高了140℃,耐盐雾时间比纯WPUA延长了10 d,腐蚀电流密度减小了1个数量级。     

多环氧交联剂改性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液

分别采用含多环氧基的山梨糖醇缩水甘油醚(GE-60)和环氧化间苯二甲胺(GA-240)交联剂对聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA)进行改性。傅里叶红外光谱分析表明,PUA中的羧基(-COO-)和胺基(-NH2)参与了交联反应。涂膜性能测试表明,GA-240能提高胶膜的硬度和交联密度,改善涂膜的耐水性、耐溶剂性和耐污性,最佳质量比为m(GA-240)∶m(PUA)=0.003;而GE-60能增强涂膜的耐乙醇性和抗冻融性,最佳质量比m(GE-60)∶m(PUA)=0.008;热失重分析发现,GA-240可以提高涂膜的热稳定性。     

无溶剂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯乳液的制备及其膜性能研究

采用原位聚合法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、二羟甲基丁酸(DM-BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料制备得到了无溶剂阴离子聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,并系统地研究了n(NCO)/n(OH)(R值)、亲水扩链剂DMBA和硬单体MMA的用量对WPUA乳液及其膜性能的影响。结果表明,WPUA乳胶粒呈核-壳结构,当R=1.2,m(DMBA)=3.1%,m(MMA)=26.6%时,所得的WPUA乳液粒径较小且分布窄,平均粒径为98.98nm,乳胶膜呈现良好的物理机械性能,拉伸强度为17.02MPa,断裂伸长率为109%,吸水率低至6.9%。     

涂料用有机硅、环氧复合改性水性聚氨酯的制备

选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,用双酚A型环氧树脂和氨基硅烷复合改性制备水性聚氨酯。研究了体系中n(—NCO)∶n(—OH)、DMPA用量、环氧树脂与氨基硅烷的配比对乳液及涂膜的影响,并通过傅里叶红外光谱仪、粒径分析仪、接触角仪和热重分析仪(TGA)对乳液及涂膜进行了表征。结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)为1.5∶1,DMPA用量为5%~7%,环氧树脂添加量为8%,氨基硅烷的用量为4%时,乳液外观及稳定性好,平均粒径为24.56nm;涂膜硬度达2H,吸水率仅为2.3%,耐热性显著提高;综合性能优异,可作为防腐蚀涂料用树脂,应用于多领域。     

扩链剂对环氧聚氨酯复合乳液性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、三乙胺(TEA)为原料,1,4丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,环氧树脂E-20为大分子扩链剂,合成了环氧聚氨酯复合乳液,讨论了几种扩链剂对合成的乳液性能的影响.结果表明,乳液的黏度、涂膜的硬度、拉伸强度随BDO、EDA、DMPA和E-20用量的增加而增大;乳液的外观和稳定性随BDO、EDA和E-20用量的增加变差,随DMPA的用量增加而变好;涂膜的吸水率随BDO和E-20用量的增加而减小,随EDA和DMPA用量增加先减小后增大.当BDO的添加量为6％、EDA为0.5％、DMPA为6％、E-20为5％～8％时,所制得的环氧聚氨酯复合乳液性能较好.