聚氨酯-含氟丙烯酸酯复合乳液的制备及其表面性能

为了得到低表面自由能的聚氨酯-丙烯酸酯乳胶膜,以2,2,3,4,4,4-六氟丁醇甲基丙烯酸酯(FA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为单体,在交联聚氨酯溶液(PU)中通过溶液聚合相转化法制得阳离子含氟聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(FPUA).通过FT-IR、TEM、粒径分析及接触角测试对聚合物结构、乳胶粒径及形态、乳胶膜表面性能进行了研究.研究表明,含氟丙烯酸酯的引入使聚氨酯-丙烯酸酯乳胶膜的表面自由能降低50%以上,常温固化的FPUA乳胶膜的表面自由能小于0.0172 J•m^-2;该复合乳液的粒子形态呈球形,粒径约为220 nm.     

无溶剂含氟水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究

采用无皂乳液原位聚合法,制得无溶剂FWPUA(有机氟改性聚氨酯/丙烯酸酯)复合乳液,研究了HFBA(丙烯酸六氟丁酯)含量对FWPUA胶膜性能的影响。研究结果表明:乳胶粒呈现核壳结构,粒径小于100 nm,并随HFBA含量的增加而增大;当w(HFBA)=5%时,聚合物具有良好的热稳定性,吸水率低至3.71%,水滴静态接触角达到93.35o,浸水行为测试证明聚合物中氟基团在表面伸展,呈现低表面能和防水性能。     

自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了双键封端的聚氨酯预聚体;以N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)作交联剂,配合甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)等单体进行乳液共聚,制备了自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯(FPUA)乳液。研究了HFBMA和HEAA用量对膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明:PUA乳液的耐水性和疏水性随HFBMA用量的增加而增加;随着HEAA用量增加,胶膜的热稳定性增加,拉伸强度增加,伸长率下降;当胶膜中HFBMA质量分数为12%,且HEAA质量分数为2.6%时,乳液的粒径为128 nm,乳液的稳定性较好;胶膜的水接触角为107.6°,吸水率为4.5%,拉伸强度为25.6 MPa,断裂伸长率为268%,10%热失重温度299.6℃。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

氟硅改性聚氨酯-羟基丙烯酸酯复合乳液的制备与性能研究

利用无皂乳液聚合法制备了含端羟基聚醚改性硅油(THPDMS)的氟硅双改性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA),系统研究了甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明,随着DFHMA和HEMA含量的增加,复合乳液的粒径及分散系数增大;WPUA中引入氟单体DFHMA能明显地降低涂层的表面能,降低幅度达40%左右;当F含量增至5.08%时,表面能降低趋势渐缓,水、油的接触角最高达118.0°和78.2°,涂层表现出明显的双疏性;随着HEMA和交联剂N3300含量增加,胶膜交联密度增大,吸水率逐渐降低,最低可达5.54%,同时胶膜的拉伸强度明显增强,当w(HEMA)由0增加至4.66%时,拉伸强度由15.7 MPa提升至36.0 MPa,获得高强度的WPUA胶膜;此外,HEMA和DFHMA引入WPUA中,增加了涂层的热稳定性,其初始分解温度提高10℃左右。     

水性含氟聚氨酯乳液的合成及性能的研究

采用聚四氢呋喃醚二元醇和自制的含氟二元醇(DAF)作为软段,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)作为硬段,合成了水性含氟改性的聚氨酯乳液(FPU),并对其性能进行了研究。结果表明,随着含氟量的增加,PU膜接触角增大,当DAF质量分数达到15.1%时,接触角达到93.5°,此时氟在表面的富集基本达到饱和,增加趋势趋于平缓;随着含氟量的增加,FPU膜吸水率逐渐降低,并且在DAF质量分数达到15.1%时,吸水率为11%,随后下降的趋势也趋于平缓;以点滴法测FPU膜的表面性能,表明氟改性聚氨酯乳液胶膜的耐化学性比无氟的有所改善。     

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能研究

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为接枝剂,全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)为改性剂,合成了一系列含氟丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液(WPUFA),并干燥成膜。考察了FA用量对WPU/WPUFA乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、接触角、力学性能和热重分析(TGA)等手段对其进行表征。结果表明,FA成功接入到水性聚氨酯分子链中;随着FA含量增加,乳液粒径增大,胶膜接触角变大,吸水率变小,拉伸强度变大,断裂伸长率变小;FA的引入使胶膜耐热性能变好,当FA在胶膜中的质量分数为40%时,胶膜的综合性能最佳。     

含氟丙烯酸酯改性聚氨酯核壳乳液的制备及表征

以双键封端水性聚氨酯为反应型高分子,全氟丁基磺酸钾为含氟乳化剂,实现甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)和聚氨酯的共聚,制备具有核壳结构的含氟丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(FPUA)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)对共聚物组成、乳胶粒的形态进行表征,并通过表面接触角、拉伸实验和热重分析等分别研究了FPUA胶膜的表面能、力学性能和热性能。结果表明,当含氟乳化剂和氟单体用量分别为单体总质量的0.15%和20%时,乳液稳定性好,聚合物胶膜表面能由45.6mN/m下降至22.5 mN/m,表现出良好的疏水疏油性,最大热失重速率温度由348℃提高至398℃。     

含氟丙烯酸酯核壳乳液的制备与性能研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,分别加入丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)作为聚丙烯酸酯改性剂,制备了2种含氟丙烯酸酯核壳乳液。采用1H-NMR、TEM、DSC、EDS-SEM、Zeta电位及纳米激光粒度仪等表征了乳胶粒子的组成、结构、粒径及其分布以及乳胶膜表面氟元素的含量。研究了2种含氟单体的用量对乳液稳定性、乳胶膜吸水率、单体转化率、乳胶膜表面疏水疏油性等的影响;研究结果表明:DFHM的改性效果明显好于HFBMA。当DFHM的加入量为4%时,乳胶膜对水的接触角达到93.5°,吸水率降为11.54%,对正己烷的接触角达到82.0°;乳胶粒子的平均粒径70.02 nm,粒径分布窄(PDI=0.082),且具有核壳结构;SEM-EDS测试结果显示,制备的含氟聚合物在成膜过程中,氟元素更易向表面迁移,从理论的5.70%上升到13.47%,从而使乳胶膜具有更好的疏水和疏油性能。     

甲基丙烯酸十二氟庚酯改性水性聚氨酯

采用聚已二酸丁二醇酯(PBA)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(MBFA-12)等原料合成了含氟水性聚氨酯乳液(WPU-F),考察了MBFA-12的用量对WPU-F乳液的粒径与黏度,WPU-F胶膜的吸水率、接触角、附着力、硬度、拉伸强度、热力学性能等的影响.结果表明:用MBFA-12改性水性聚氨酯,在提高水性聚氨酯胶膜的拉伸强度、附着力、热力学性能的同时,由于侧链上密集的-CF3作用,接触角从70.7(°)增加到107.6(°),胶膜吸水率从61.3%降到15%以下,大大提高了聚氨酯的耐水性.     

氟硅改性水性丙烯酸酯乳液的合成及其对胶膜的影响

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸为主要原料,1,3,5-三(甲基三氟丙基)环三硅氧烷(D3F)和硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)分别为含氟及含硅改性单体,采用酮肼交联体系,通过溶液聚合合成了改性水性聚丙烯酸酯乳液。考察了改性单体用量对乳液稳定性、粒径及浇铸膜吸水率的影响,并对乳液浇铸膜进行了表面水接触角的测定,热重分析及红外表征。结果表明,D_3F与KH-570接入丙烯酸酯链段中,改性单体的加入使丙烯酸酯膜的吸水率降低,表面性能提升,热稳定性提高。当D_3F∶KH-570质量比约为4∶1时,胶膜吸水率低,表面接触角超过90°,热稳定性高,综合性能更好。     

氟改性水性聚氨酯复合乳液的合成及其性能研究

采用聚四氢呋喃醚二元醇（PTMG-1000）和聚碳酸酯二元醇（PCDL-1000）作为混合软段,以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）及 1,4-丁二醇（BDO）作为硬段,并通过全氟己基乙基甲基丙烯酸酯改性制备了水性含氟聚氨酯乳液（WFPUA）。研究了含氟单体用量对乳液稳定性、胶膜耐水性以及织物防水性能的影响。结果表明：随着含氟单体用量的增加, WFPUA胶膜的水接触角随之增大,当含氟单体质量分数达到 25%时,胶膜水接触角达到 119. 9°,吸水率仅为 10. 05%,处理过的织物沾水等级高达 4~5级。     

环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为接枝剂,双酚A型环氧树脂E-44与甲基丙烯酸八氟戊酯(FA)为改性剂,制备了环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液(EWPUFA)。通过粒径、红外光谱(FT-IR)、拉伸强度、接触角、吸水率、X射线衍射(XRD)等分析和测试,考察了E-44用量对EWPUFA乳液及胶膜性能的影响。结果表明,E-44用量的增加提高了胶膜的拉伸强度,降低了胶膜的断裂伸长率、接触角、吸水率与结晶能力。     

蓖麻油改性磺酸型水性聚氨酯性能研究

采用蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水基,合成了一系列由蓖麻油改性的磺酸型水性聚氨酯乳液,并固化成膜。通过FT-IR、粒径测试、吸水率与接触角测定、力学性能测定、TG等手段研究了蓖麻油含量对水性聚氨酯乳液与胶膜的影响。结果表明:蓖麻油成功接入聚氨酯分子主链中;随着蓖麻油含量的增加,乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率先减小后增大,接触角先增大后减小,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小。当蓖麻油与PCL质量比为0.5时,胶膜吸水率最小,接触角最大,为95.18°,拉伸强度最大,为15.15 MPa,综合性能最好。通过TGA表明,蓖麻油的引入,胶膜的耐热性也有所提高。     

有机氟硅改性水性聚氨酯的合成及应用

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,乙二胺(EDA)为后扩链剂,八氟戊醇(OFP)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性单体制备了氟硅改性水性聚氨酯乳液(FSiWPU),并将其用于亚麻织物整理。采用FTIR和XPS对聚合物进行了结构表征,通过乳液粒径、胶膜耐酸/碱性和吸水率测试探究了OFP和KH550的加入对胶膜性能的影响,并对整理后的亚麻织物进行了SEM分析以及水接触角和应用性能测试。结果表明:KH550和OFP成功引入到聚氨酯主链中,且含氟和含硅链段向胶膜表面迁移。加入有机氟硅后,复合乳液的粒径为109.57 nm,胶膜的耐酸/碱性能提高,吸水率明显下降。经复合乳液整理的亚麻织物表面光滑,摩擦因数和刚性指数均下降,对水接触角为111.86°,抗污等级和断裂强力提高。     

有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液的合成及表征

采用间歇和种子半连续乳液聚合方法合成有机硅改性丙烯酸酯(硅丙)共聚乳液,用激光粒度仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、表面张力仪等分析了硅丙共聚乳液和涂层的性能。采用种子半连续乳液聚合和间歇乳液聚合均可得到具有核-壳结构的硅丙共聚乳液。半连续乳液聚合得到的硅丙共聚乳液的粒径较小,粒径分布窄;采用半连续滴加纯丙烯酸酯单体和滴加单体预乳液对共聚乳胶粒子的平均粒径及粒径分布、形态影响不大。采用间歇乳液聚合可使有机硅单体的开环聚合和丙烯酸酯单体的自由基聚合同时进行,获得的硅丙乳液稳定性好,但聚合转化率偏低,乳胶粒子粒径较大,粒径分布较宽。硅丙共聚乳液胶膜的吸水率小于纯丙烯酸酯聚合物乳液胶膜,并随有机硅共聚率的增加而降低;硅丙乳液胶膜的接触角接近有机硅接触角。硅丙共聚乳液涂层整理的织物手感优异,但涂层牢度小于纯丙乳液整理剂。     

钛氟聚丙烯酸酯乳液的性能及应用

以纳米TiO_2(nano-TiO_2)、γ-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷(KH570)、全氟辛基乙基丙烯酸酯(FM)为主要原料,通过KH570改性纳米TiO_2后,与丙烯基单体共聚制得活性纳米TiO_2改性含氟聚丙烯酸酯复合乳液。通过FTIR、AFM及接触角测量仪表征共聚物的结构,测定了其性能。结果表明:改性纳米TiO_2、含氟单体均成功引入到聚丙烯酸酯共聚物中;乳胶粒呈球形分布,表面光滑且呈单分散状态,平均粒径为184 nm;与丙烯酸酯聚合物相比,改性后涂膜的粗糙度提高,有利于防水防油性能的提升。氟硅单体的加入使涂膜的接触角增大,对水和二碘甲烷的接触角分别为125°及110°,复合乳液用作表面施胶剂对纸张进行测试后,纸张对水接触角为147°,对二碘甲烷接触角为133°,纸张防水防油性随着氟单体的引入而显著增加。     

含氟水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料的制备及其成膜强度和耐水性的研究

采用原位乳液聚合法,合成了含氟自交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)乳液.研究了单体物质的量比、环氧基团含量和氟单体含量对乳液制备过程、乳液及涂膜性能的影响.通过红外光谱、热重分析对其结构和膜性能进行表征,并对涂膜表面的水接触角进行了研究.结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)=1.4、n(—NHNH2)∶n(—CO—)=1、GMA用量为4％、含氟单体用量为6％时,合成乳液稳定性良好,涂膜的耐水性和热稳定性良好.在成膜时复合乳液中的氟基团向空气/聚合物界面伸展,有效地覆盖涂膜表面,降低涂膜表面能,水在涂膜上的接触角达到117.2°.     

羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯的合成及性能

以磺酸型聚酯二元醇(BY3301)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,羟基硅油为改性剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,合成了羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯。采用FTIR、TG、数显黏度计、纳米粒度仪表征了聚合物的结构与性能,探讨了羟基硅油含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明:随着羟基硅油含量增加,乳液粒径增大,黏度降低;胶膜表面水接触角增大,吸水率先减小后增大;胶膜拉伸强度增强,断裂伸长率先增大后减小。当羟基硅油占预聚体质量的3%时,聚合物性能最佳,其乳液粒径为85.1 nm,黏度为114.5 mPa·s,胶膜水接触角为91.7?,拉伸强度为14.78 MPa,断裂伸长率为427%,24 h吸水率仅为5.61%,由TG曲线可知,胶膜质量损失5%时,对应温度为269.9℃,较之改性前提高17.3℃。     

含氟丙烯酸酯改性聚氨酯乳液的研究进展

对国内外含氟丙烯酸酯改性聚氨酯乳液（FPUA）中的氟化丙烯酸酯/聚氨酯链段结构的合成方式及工艺进行了较为全面的论述,介绍了含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的优异性能及其应用领域。指出了含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯当今研究的热点和今后发展方向。