核壳乳液聚合法制备聚丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液

以聚四氢呋喃二醇(PTMG-1000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本原料,二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水扩链剂,甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)作为偶联剂与甲基丙烯酸甲酯(MMA)反应,采用核壳乳液共聚法,制备了聚丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液(WPUA);通过红外光谱、透射电镜对WPUA乳液粒子的结构进行观察,探讨了DMPA用量、聚氨酯预聚体R值、聚氨酯(PU)链段与聚丙烯酸酯(PA)链段质量比等因素对乳液外观、粘度、稳定性等性能的影响;结果表明,当DM-PA用量为6份,R值为2.5,PU链段与PA链段质量比为70∶30时,所得WPUA表观性能较为优异。     

明胶对水性聚氨酯的改性研究

先以聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等原料合成了水性聚氨酯(WPU)乳液,后采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对明胶进行化学改性,通过紫外光固化将改性明胶引入到以HEMA封端的WPU中,研究了不同明胶含量对WPU力学性能、耐老化性、耐热性和可生物降解性等的影响。结果表明,改性明胶的引入,提高了WPU的力学性能、耐老化和耐热性,更赋予了WPU在土壤和胰蛋白酶溶液中显著的可生物降解性。     

聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备及性能

以聚醚二元醇N210、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三乙胺为成盐剂按逐步聚合原理合成聚醚型水性聚氨酯(WPU);再经与Tg为–11℃或–33℃的聚丙烯酸酯(PA)的乳液反应或共混,制备了PA改性的WPU(PUA)共聚(共混)乳液。讨论了聚醚型WPU和Tg为–11℃或–33℃的PA的乳液的比例(m(WPU)∶m(PA))对PUA共聚乳液黏度以及PUA共聚(共混)薄膜的力学性能和耐溶剂性能的影响。     

核壳交联结构聚氨酯/丙烯酸水分散乳液的合成

聚氨酯/丙烯酸(PUA)水分散乳液通常存在耐水性不佳等不足。采用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为交联单体参与PUA合成反应,在PA与PU的核、壳之间起到架桥作用。结果表明:当HEMA用量为PA的6%,加入时间在二羟甲基丙酸(DMPA)反应完成之后时,可以得到综合性能较好的产品。     

PU/BA-HEMA互穿网络型聚合物的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）为硬段,聚醚多元醇（N220）为软段,以丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）改性,制备了水性聚氨酯（PU）分散液,测定了水分散液及其膜的物理性能和力学性能。结果表明,与未改性的PU水分散液相比,改性聚氨酯水分散液的粒径均有所增大,表面张力减小,力学性能和硬度提高。HEMA 的引入,形成了具有化学交联的核-壳互穿网络结构的聚合物,说明改性材料中分子链硬段与PA分子链具有较高的相容性。     

辐射法制备内交联聚醚型水性聚氨酯的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇、二羟甲基丙酸、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,并以γ射线辐射处理,制备了内交联型水性聚氨酯(WPU)乳液。分析测试了机械稳定性、粘度、粒径及力学性能等,研究了两种封端剂含量、辐照剂量对WPU乳液性能的影响;同时研究了其胶膜的力学性能、吸水率等变化情况。结果表明,所制备的交联型WPU乳液具有较好的稳定性,平均粒径小于0.3μm,WPU经过辐照后,其粒径变化不大。与不含PETA及HEMA的样品比较,引入PETA及HEMA并辐射交联后,WPU胶膜的拉伸强度明显增加,而断裂伸长率和吸水率降低。     

甲基丙烯酸羟乙酯改性水性聚氨酯的合成与应用

以甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚乙二醇(PEG)为原料,选用2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)为扩链剂合成水性聚氨酯(WPU),通过甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对水性聚氨酯进行封端,采用自乳化法,制备了HEMA改性水性聚氨酯乳液(HEMA-WPU)。通过红外、核磁和热重法(TG)分别表征了WPU和HEMA-WPU的分子结构及其热分解行为。结果表明,与WPU相比,HEMA-WPU的耐热性能明显提高,用该乳液上胶处理后的碳纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度(ILSS)与未上胶的样品相比提高了7.5%,达到64.5 MPa。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯分散体的合成及应用

用自乳化法通过丙烯酸酯对水性聚氨酯分散体进行改性,制得了丙烯酸酯改性的水性聚氨酯分散体。结果表明:当—NCO与—OH物质的量比为1.1、PU(聚氨酯)与PA(丙烯酸酯)质量比为4∶6、甲基丙烯酸羟乙酯为3%时,所得到的涂膜具有优异的耐水性,满足了水性木器漆的性能要求。     

丙烯酸酯类接枝改性氯化聚丙烯的力学性能研究

采用溶液法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸丁酯(BA),2-甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为单体,以甲苯为溶剂,过氧化二苯甲酰为引发剂,对氯化聚丙烯进行接枝改性,研究了单体比例、相对接枝率接枝物力学性能的影响,当相对接枝率为0.75,单体摩尔比n_((MMA))∶n_((BA))∶n_((MAA))∶n_((HEMA))=1∶1∶1∶1时,接枝物拉伸强度、硬度、对塑钢板材的粘附力较好。     

蒽醌染料接枝水性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的合成及显色性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）、二羟甲基丁酸（DMBA）、1，4-丁二醇（BDO）和自制红色蒽醌染料（DYE-R）为合成聚氨酯（PU）单体，甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）作为封端剂制得双键封端的水性聚氨酯，再采用无皂乳液聚合法与丙烯酸单体（PA）共聚制备了玫红色水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，并对乳液进行测试及表征。结果表明：随着PA用量增加，乳液粒径增加，当m(PU):m(PA)为10:2时，乳液粒径为81 nm，稳定性好且有一定耐碱性；该乳液着色效果明显，热迁移率为3.54%，耐干、湿摩色牢度为4～5 级；当该乳液胶膜质量保留率为50%时，所对应温度为396.1 ℃，m(PU):m(PA)为10:2时综合性能最好。     

有机硅丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、g-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、g-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为原料,分别合成了水性聚氨酯预聚体(WPU)、聚丙烯酸酯(PA)、有机硅改性的水性聚氨酯预聚体(Si WPU)和有机硅改性的聚丙烯酸酯(Si PA),然后以WPU、SiWPU、PA、Si PA为原料,采用互穿网络聚合法合成了有机硅-丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯。通过测定吸水率和水接触角考察了PA、Si PA、Si WPU含量对胶膜耐水性能的影响并分析了反应机理。结果表明:SiWPU-40%-SiPA-37.5%〔40%为Si WPU的含量(以WPU和SiWPU总质量为基准,下同);37.5%为Si PA占膜总质量百分数〕胶膜吸水率从改性前样品WPU的37.8%降低至改性后的6.8%,接触角从56.8°增至86.4°,铅笔硬度从改性前的2B提升至H。热重分析显示,T_(max)(样品热分解速率最大时的温度)从改性前的340.2℃提升至412.4℃;TEM表明,改性后的乳胶粒形成了核壳结构;XRD和断面SEM显示,PA和有机硅改性均增加了聚合物的交联度。     

自交联型丙烯酸阴极电泳涂料树脂的合成

采用甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸β羟乙酯(HEMA)、N-羟甲基丙烯酰胺(NHMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等单体合成了自交联型丙烯酸阴极电泳涂料,研究了影响树脂水溶性和漆膜性能的因素。实验结果表明,DMAEMA、HEMA、NHMA用量分别为单体用量的16%、15%、6%,引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)的用量为单体用量的2%,合成反应2 h,电泳电压125 V时,可得到综合性能良好的高装饰性自交联型丙烯酸阴极电泳涂膜。电泳漆膜外观平整光亮,性能优良,膜厚可达22μm,光泽度(20°)可达123.9,适用于要求高装饰性表面的涂装。     

聚氨酯-聚甲基丙烯酸乙酯复合乳液的合成及力学性能

采用单体溶剂法制备乙二胺扩链和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)封端的聚氨酯水分散体,并以此为种子,合成了聚氨酯-聚甲基丙烯酸乙酯(PU-PEMA)复合乳液。研究了组分比、交联、二羟基丙酸含量对复合乳液力学性能的影响。动态力学测试结果表明用HEMA封端PU所制备的PU-PEMA复合乳液具有良好的组分相容性和优异的阻尼性能,PEMA用TAIC交联可改善组分的相容性,聚氧化丙烯二醇与二羟基丙酸的摩尔比为2∶1时,体系有较好的相容性。拉伸试验结果表明,用HEMA封端和TAIC交联可提高PU/PEMA复合乳液的抗拉强度。     

高固含量丙烯酸酯改性聚氨酯胶粘剂的研制

以聚醚多元醇、聚酯多元醇和蓖麻油为混合多元醇,以改性MDI(4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)及PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)为混合异氰酸酯,合成了聚氨酯(PU)胶粘剂预聚体;然后以PA(羟基丙烯酸酯树脂)作为PU预聚体的改性剂,制得高固含量的PUA(聚丙烯酸酯改性聚氨酯)胶粘剂。结果表明:当m(改性MDI)∶m(PAPI)=1∶1、n(-NCO)∶n(-OH)=2.2∶1、w(PA)=8%(相对于PU质量而言)和w(丙烯酸羟乙酯)=3%(相对于PU质量而言)时,PUA胶粘剂的综合性能较好。     

大分子乙烯基硅氧烷/丙烯酸酯单体核壳乳液聚合及表征

以甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和聚甲基氢硅氧烷(PMHS)为原料,合成了甲基丙烯酸乙氧基聚甲基氢硅氧烷醚(MEPMHSE)。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主单体,加入合成的硅单体MEPMHSE作为聚丙烯酸酯改性剂进行核壳乳液共聚合,制得平均粒径为135.2 nm,粒径分布窄(PDI=0.045)的有机硅改性的具有核壳结构的聚丙烯酸酯乳液。采用FT-IR、1H NMR对MEPMHSE进行表征,并使用TEM、DSC以及Zeta电位及纳米激光粒径分析仪来表征乳胶粒子的结构与粒径。研究乳化剂的配比、含量以及MEPMHSE的加入量对乳液稳定性、吸水率、凝胶量以及乳液胶膜疏水性的影响。研究结果表明:用MEPMHSE改性的丙烯酸酯乳液胶膜的疏水性得到较大的提高,MEPMHSE添加量为6%时,所得丙烯酸酯乳液胶膜对水的接触角由空白对照样的65°提高到98°。     

有机硅改性环氧丙烯酸阴极电泳漆的制备

将正硅酸乙酯(TEOS)与甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)经酸催化合成一种表面带有双键的二氧化硅活性粒子,然后与甲基丙烯酰胺、环氧树脂等共聚制备有机硅改性环氧丙烯酸阴极电泳漆。采用FT-IR对有机硅改性环氧丙烯酸结构进行表征,重点研究了有机硅含量对电泳漆玻璃化转变温度、吸水率、耐热性、耐腐蚀性能的影响。结果表明:随有机硅含量增大,吸水性降低,耐腐蚀性和玻璃化转变温度提高。当有机硅的添加量(质量分数)为1.8%时,电泳漆漆膜的综合性能较好。     

HDI三聚体改性水性聚氨酯复合分散体的研究

合成了以己二异氰酸酯(HDI)三聚体代替部分甲苯二异氰酸酯(TDI),并用环氧树脂E-20和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性的水性聚氨酯(WPU)分散体,应用傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)分析了产物的结构和表面形貌,采用示差扫描量热仪(DSC)测定了聚合物的玻璃化温度.研究结果表明,随着HDI三聚体含量的增加,PU乳液的外观变好,耐黄变性改善;而E-20和MMA含量的增加使涂膜的机械性能变好,耐水性增加.当HDI三聚体、E-20和MMA的添加量分别为10.5%、5%、20%时,改性水性聚氨酯(WPU)复合分散体的综合性能较好.     

碱显影感光聚氨酯丙烯酸酯的合成及应用

以聚醚二元醇为软段,异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,通过与双羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的多步反应在聚氨酯中分别引入羧基和双键,合成了碱显影感光聚氨酯丙烯酸酯。研究了聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)和HEMA的添加量对树脂性能的影响。结果表明,以PPG2000和PEG2000为软段,在HEMA添加量较多时,制备的柔性线路板用阻焊油墨综合性能较优:使用松香助焊剂能承受260℃焊锡10 s,且拉伸性能大幅提高。     

低VOC低成膜温度水性聚氨酯分散体的合成与表征

以环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)复合改性水性聚氨酯(WPU),制得以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳,HPA为核壳之间桥连的核壳交联型PUA复合乳液。实验研究结果表明:这种复合乳液可以达到较高硬度漆膜(1H以上),最低成膜温度(2～5℃左右)。MMA添加量增大,涂膜硬度、耐水性逐渐提高,乳液的稳定性则随着降低。当MMA含量为20%左右时综合性能较好。     

聚氨酯/聚甲基丙烯酸酯交联聚合物合成与力学性能的研究

采用相对分子质量不同的聚氧化丙烯二醇(PPG)与甲苯二异氰酸酯合成聚氨酯预聚物,将该预聚物用甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)封端后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)进行自由基聚合得到一系列交联聚合物。利用红外光谱(FT-IR)、力学性能测试及动态力学热分析(DMTA)等手段对交联聚合物进行了表征。聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PU/PMMA)交联聚合物具有较高的阻尼值和较宽的阻尼温域,当两组分的质量比为5∶5时,阻尼性能最佳。PU/PMMA交联聚合物的拉伸强度随聚甲基丙烯酸甲酯含量的增加而增加,断裂伸长率随其含量的增加而减小;聚氨酯/聚甲基丙烯酸丁酯(PU/PBMA)交联聚合物的拉伸强度随聚甲基丙烯酸丁酯含量的增加而减小,断裂伸长率随其含量的增加而增大。