丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的研制

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1、2002年第2期合成材料老化與應(yīng)用丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的研制李璐瞿金清楊卓如(華南理工大學(xué)化工學(xué)院廣州510640)摘要：采用共混方法制備了丙烯酸酯乳液改性水性聚氨酯涂料，研究了水性聚氨酯和聚丙烯酸酣乳液種類及配比對涂膜性能的影響。性能測試表明共混改性的涂膜性能比水性聚氨酯乳液涂膜性能有明顯的提高。關(guān)鍵詞：水性聚氨酯聚氨酯-丙烯酸酯改性水性聚氨酯具有良好的物理機械性能、優(yōu)異的耐寒性、彈性及軟硬度隨溫度變化不太大等優(yōu)點，在膠粘劑、涂料和油墨領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但水性聚氨酯涂膜耐水性不好，機械強度不

2、及丙烯酸樹脂。丙烯酸乳液涂膜具有機械強度高、耐老化、耐候性好和耐水性好等優(yōu)點，但存在熱粘冷脆的缺點。將水性聚氨酯樹脂和丙烯酸乳液復(fù)合，能克服各自的缺點，做到揚長避短工，使涂膜性能得到明顯的改善。丙烯酸改性水性聚氨酯的途徑可分為四類23.(1)聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸酯(PA)乳液物理共混改性；(2)合成帶雙鍵的不飽和氨基甲酸酯單體和丙烯酸酯共聚；(3)用PU乳液作種子進行乳液聚合；(4)先制得溶劑型聚氨酯丙烯酸(PUA),再蒸除溶劑，中和乳化得到復(fù)合乳液。其中PU和PA樹脂的物理共混既簡單經(jīng)濟，

3、乂能較大程度的提高水性聚氨酯的性能。本試驗通過水性聚氨酯與丙烯酸乳液物理共混，制備了性能優(yōu)異的水性聚氨酯涂料。1試驗部分1.1試驗試劑水性聚氨酣乳液PU：工業(yè)品，捷利康公司；丙烯酸乳液PA1：T業(yè)品，捷利康公司；PA2：工業(yè)品，聯(lián)碳公司;PA3：T業(yè)品，羅門哈斯公司；PA4：化學(xué)純，聯(lián)碳公司；二乙二醇乙醛：化學(xué)純?進口試齊

4、J;N甲基毗咯烷酮：化學(xué)純，中國醫(yī)藥上?；瘜W(xué)試劑公司；三乙胺：分析純，廣州試劑廠；潤濕劑：Tego公司；蠟分散液AQUACER531:BYK公司；消泡劑：Tego公司；增稠劑SN

5、：漢高化工有限公司。1.2試驗儀器髙速剪切分散機：徳國進口原裝(HeidolphRER2101);光電光澤度計：福建泉州光學(xué)儀器廠(WGG-60);擺桿阻尼試驗儀：天津市材料試驗機廠(QHB型)；真空干燥箱：上海精宏試驗設(shè)備公司(DZF-6050型)；旋轉(zhuǎn)粘度機:Brookfield公司(BrookfieldDV-D+);電子天平：上海天平儀器廠(HANGPINGJA2OO3);紅外光譜測定儀：PE公司(SPECTRUM2000);漆膜沖擊試驗器：天津市材料試驗機廠(QCT)o1.3配制過程將水性

6、聚氨酯和丙烯酸以不同的配比放入燒杯中，用分散機以300~500轉(zhuǎn)/min分散三分鐘后?加入規(guī)定量的潤濕劑、蒸錨水、共溶劑和蠟分散液以及少量消泡劑，十五分鐘后加入增稠劑，完全分散后再將轉(zhuǎn)速調(diào)至100-150轉(zhuǎn)/min進行慢速消泡五分鐘。在配制過程中加入三乙胺?調(diào)整乳液的pH值。1.4分析與測試⑷實驗樣品通過旋轉(zhuǎn)粘度計測定其粘度，然后刷涂在黑片和玻璃板上，待到完全干燥后測定其光澤、硬度、耐沖擊性、柔韌性等?英中：光澤采用GB/T1743-79(89)清漆光澤測定法；硬度采用GB/T1730-93涂料硬度

7、測定法；粘度采用CB/T1723-93涂料粘度測定法；耐沖擊采用GB/T1732-93涂料耐沖擊性測定；紅外分析采用PERKINELMER的SPECTRUM2000紅外光譜測定儀。2結(jié)果與討論2.1丙烯酸乳液的選擇采用四種不同的丙烯酸乳液分別和水性聚氨酯PU以質(zhì)量比1：1配制成水性聚氨酰涂料，測試涂膜的光澤、耐水性和硬度等性質(zhì)，測量結(jié)果列于表lo收稿日期：200M2-05李璐等丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的研制表1丙烯酸乳液種類對涂膜性能的影響丙烯酸乳液PA1PA2PA3PA4光澤（60。），％97.5

8、94.083.6一十87.8硬度（擺桿）0.550.500.42r-0.45吸水率0.120.130.120.10表1說明，丙烯酸乳液PA1和PA2能和水性聚氨酯樹脂配制性能較好的涂膜?PA3和PA4與水性聚氨酯樹脂的相容性較差，涂膜光澤較低°因此選擇PA1和PA2乳液共混改性水性聚氨酯涂料c2.2丙烯酸乳液的添加■對涂膜性能的影響分別采用PA1和PA2與PU以不同比例共混制備水性涂料，檢測涂膜性能，結(jié)果列于表2與表3CPA1添加鼠?％0-5065758095100光澤(60°),%112L_…一

9、一97.585.567.967.869.267.7-硬度（擺桿）0.450.550.560.600.650.700.76吸水率?％0.300.120.100.100.100.09--0.08表2PA1配比對漆性能的影響表3PA2配比對漆膜性能的影響PA2添加量?％050657580-95100光澤％11294.094.089.689.786.982.3硬度0.450.50---0.550-600.600.680.75耐沖擊性5050..--一一503020i1010耐