水性聚氨酯的改性與丙烯酸酯改性簡介

水性聚氨酯的改性

目前已商品化的水性聚氨酯大多是線形聚合物, 其耐水性和耐溶劑性較差 ,且聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低。改性的目的主要是提高其膠膜的耐水性 、耐溶劑性、耐化學(xué)品性能以及力學(xué)性能。 這些性能的改進(jìn)可通過接枝或嵌接其他聚合物,外加或內(nèi)置交聯(lián)劑以及共混合形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)等手段來實現(xiàn)。應(yīng)用的方法包括丙烯酸酯改性、環(huán)氧樹脂改性 、硅烷偶聯(lián)劑改性 、脲丁酮 (HDI二聚體, 二氮雜環(huán)丁二酮 )改性等, 另外還可以預(yù)留部分NCO使之與水反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián),或者封端異氰酸酯在一定條件下解封閉反應(yīng)后交聯(lián)以及輻射交聯(lián)固化等。

丙烯酸酯改性

單一的聚氨酯乳液(PU),雖然聚氨酯涂層優(yōu)點明顯, 但其穩(wěn)定性 、自增稠性 、膜的保光性差以及固含量低 ,且價格較高, 應(yīng)用受到限制。純聚丙烯酸酯乳液(PA)則存在拉伸強度和撕裂強度、耐磨性 、耐水性、耐化學(xué)品性差的問題。聚氨酯-聚丙烯酸酯 (PUA)復(fù)合乳液能克服原乳液各自的缺點,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,使乳液及膠膜性能得到明顯的改善 ,應(yīng)用前景廣闊,被譽為“第三代水性聚氨酯 ”。

制備PUA復(fù)合乳液的方法很多,綜合起來可分為直接摻混法、復(fù)合乳液共聚法、接枝共聚法、互穿網(wǎng)絡(luò)法及核-殼聚合法等。直接摻混法是將PU與PA乳液機械共混,分子鏈之間能夠形成氫鍵或其他化學(xué)鍵 ,能夠在一定程度上改善水性聚氨酯的性能,但不容易得到穩(wěn)定的混合體系。

復(fù)合乳液共聚法工藝途徑有不飽和單體法和不飽和化合物封端法 2 種。接枝共聚法又分3種,(1)共混交聯(lián)法;(2)雙預(yù)聚體法;(3)PU膜表面與PA的接枝互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物是一種新型的聚合物混合物, 由2種共混的聚合物分子鏈相互貫穿而形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中至少有一種聚合物是網(wǎng)狀的,另一種聚合物可以線型的形式存在。該形式聚合物在許多方面表現(xiàn)出極佳的性能。核-殼聚合法是一種比較前沿的聚合方法,該方法的反應(yīng)機理是聚氨酯水分散體聚合物先在水相中形成膠體微粒 ,加入的丙烯酸酯等單體溶脹到膠粒內(nèi)部聚合 ,形成另一種聚合物。該工藝制備出的即為核-殼型結(jié)構(gòu)的聚合物乳液。