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《丙烯酸改性水性聚氨酸研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、發(fā)表時(shí)間:（2005年3月28日9:2）
2、作者:fhw
3、所屬欄目:專利
4、來自:涂料工業(yè)陳梁呂滿庚（中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所,510650;中國科學(xué)院研究生院，北京100039）摘要：綜述了近年來聚氨酯?丙烯酸酯（PUA）復(fù)合乳流研究的進(jìn)展，介紹了各類聚氨酯?聚丙烯酸酯復(fù)合乳液的制備方法和性能特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：聚氨酯；聚丙烯酸酯；乳液共聚；互穿網(wǎng)絡(luò)；核?殼乳液；PUA中圖分類號(hào):TQ630.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0253-4312（2005）03-0039-060引言聚氨酯（PU）漆膜豐滿、亮麗，具有優(yōu)異的耐腐性、附著力、耐化學(xué)藥品性、耐候性，在膠粘劑、涂料等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是單
5、一的PU乳液在穩(wěn)定性、自增稠性、固含量以及聚氨酯樹脂涂膜耐水性、光澤等方面不盡如人意；丙烯酸樹脂（PA）具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐老化、抗黃變、耐水性好等優(yōu)點(diǎn)，但又存在著耐有機(jī)溶劑性較差、耐熱性差、軟化點(diǎn)較低、耐磨性差等缺點(diǎn)。因此聚氨酯和聚丙烯酸酯兩者在性能上具有很大的互補(bǔ)性，若將兩者復(fù)合，可以使涂膜的性能得到明顯改善，可配制性能優(yōu)異的水性涂料。同時(shí)隨著各國環(huán)保法規(guī)的確立和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，最初多以溶劑為分散介質(zhì)的聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）涂料，愈來愈受到限制，以水為介質(zhì)的PUA復(fù)合乳液具有不燃、無毒、不污染環(huán)境、性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，因而PUA復(fù)合乳液成為近年來高性能乳液的研究熱點(diǎn)。木文綜述了P
6、UA復(fù)合乳液的幾種制備方法和進(jìn)展，并重點(diǎn)介紹了乳液復(fù)合程度高、性能優(yōu)異的PUA互穿網(wǎng)絡(luò)乳液聚合法、核一殼乳液聚合法、乳液共聚法。1PU乳液和PA乳液物理共混物理共混方法是通過機(jī)械攪拌，將穩(wěn)定的PU乳液和PA乳液混合均勻,得到共混型PUA復(fù)合乳液。PU乳液通常采用聚瞇二元醇和多異氧酸酯進(jìn)行預(yù)聚，然后擴(kuò)鏈，引入竣基，再用堿中和后用水強(qiáng)力分散乳化，得到陰離子自乳化PU乳液；PA乳液是采用傳統(tǒng)的乳液聚合方法，制備混合丙烯酸酯的共聚乳液。這種復(fù)合乳液在一定程度上兼具PU和PA乳液的性能。邵菊美等用物理共混的方法對(duì)PU/PA體系的熱性能、結(jié)晶度、斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率進(jìn)行了研究，結(jié)果表明PU和PA
7、兩者能有較好的相容性，但并不完全相容，還存在一定的相分離，這主要是由于聚氨酯氨酯鍵的極性氫原子與丙烯酸鏈段中酯基上的氧原子形成氫鍵作用不太強(qiáng)，PA的加入提高了PU膜的熱穩(wěn)定性。Rink在共混時(shí)添加少量表面活性劑0P—10來改善相容性，但是體系不穩(wěn)定，涂膜不透明，涂膜的力學(xué)性能較差。由于2種乳液需要分別制備，工序相對(duì)復(fù)雜，因此影響乳液性能因素也增多，因而在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。1PU乳液和PA乳液交聯(lián)共混化學(xué)共混法同樣可以是先制備PU乳液和PA乳液，然后在任一乳液中加入交聯(lián)劑，通過機(jī)械攪拌，使穩(wěn)定的PU乳液和PA乳液混合均勻并發(fā)生交聯(lián)，最后固化成膜?；瘜W(xué)共混法通過化學(xué)鍵的作用力將PU和P
8、A連在一起，所以可獲得綜合性能較物理共混優(yōu)異的乳液及涂膜。尋找好的交聯(lián)劑和交聯(lián)方式，改善其相容性，將會(huì)提高共混乳液的成膜性能。由于該法工藝復(fù)雜，很多環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品性能有影響，因此不夠理想。用常規(guī)乳液聚合方法在聚合時(shí)加入二丙酮丙烯酰胺制得PA乳液，在PU乳液制備中加入己二酸二酰臍作為擴(kuò)鏈劑，這兩種乳液通過共混形成PU-PA復(fù)合乳液，體系中的水可作為交聯(lián)反應(yīng)抑制劑，因此乳液可以穩(wěn)定存放，室溫下干燥后二丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰臍脫水交聯(lián)固化，涂膜有良好的耐溶劑性、低溫彈性和高溫柔順性。2PUA互穿網(wǎng)絡(luò)乳液聚合法互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(1PN)是一種在分子水平上的強(qiáng)迫互容和協(xié)同的特殊聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)，通常
9、其組成中至少有一個(gè)組分為交聯(lián)結(jié)構(gòu)，不同組分的鏈之間的互相纏接，使相組織微細(xì)化，Lipatov認(rèn)為IPN相區(qū)域是熱力學(xué)不相容性引起的，相組織微細(xì)化提高了相間結(jié)合力，相容性非常好，因此自PUA復(fù)合乳液開發(fā)以來，PUA互穿網(wǎng)絡(luò)乳液備受人們的重視。PUA互穿網(wǎng)絡(luò)的制備方法有3種：(1)先用溶液法制得含竣基的PU,再用叔胺中和并自乳化得PU種子，最后再加入含有丙烯酸丙酯和雙烯類單體的丙烯酸類單體進(jìn)行乳液復(fù)合聚合，從而制得IPN型膠乳。PU和PA分別具有不同的聚合機(jī)理，若將所有的試劑混合起來，同時(shí)生成互穿網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)際上由于這些單體的差異太大，很難成功。木方法制備過程麻煩，需要另加溶劑和脫溶劑等步
10、驟。(2)先以丙烯酸酯單體混合液為溶劑，采用傳統(tǒng)溶液聚合法制備聚氨酯溶液，然后再在水中將含PU的丙烯酸酯單體混合液在乳化劑、引發(fā)劑等助劑存在下進(jìn)行乳液聚合即得PUA的IPN乳液，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不用有機(jī)溶劑，工藝簡單，操作方便，是制備PUA復(fù)合乳液的可行方法，其所制備的PU必須能溶于丙烯酸酯單體混合液，因此該類聚氨酯大多帶有丙烯酸輕乙酯等結(jié)構(gòu)。(1)先分別制得帶有官能團(tuán)的PU乳液和PA乳液，再將其混合、縮聚并同時(shí)交聯(lián)，即得IPN彈性體PUAo使用該種方法制
