水性聚氨酯丙烯酸酯改性介紹

1.水性聚氨酯的改性方法

水性聚氨酯（WPU）是作為膠粘劑最為關(guān)鍵的底層基礎(chǔ)物質(zhì)，因此它自身的各種性能直接決定了膠粘劑的綜合性能。因為水性聚氨酯的成分中含有親水基團，導(dǎo)致在應(yīng)用中耐水性較差、干燥所需時間較久、初黏力較小和固化速度慢等缺陷。為了解決上述各種缺陷從而提高水性聚氨酯的綜合性能，實踐中人們常常對其進行改性，例如用丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、有機硅、有機氟、納米材料、超支化預(yù)聚體和復(fù)合改性等方法。

2.丙烯酸酯改性

據(jù)近年來文獻記錄，丙烯酸酯具有一定的耐候性、耐黃變性以及耐化學(xué)性等特點，而水性聚氨酯具有良好的彈性和柔韌性等優(yōu)點，據(jù)此可通過丙烯酸酯來改性合成出性能優(yōu)良的水性聚氨酯-丙烯酸酯（WPUA）。所以使得WPUA乳液成為研究改性水性聚氨酯的熱點之一，并且可在涂料、織物整理劑、制鞋、軟包裝等方面廣泛地應(yīng)用。

采取原位乳液聚合方法成功地合成了丙烯酸酯改性的水性聚氨酯，并且通過調(diào)整原料之間的比例來研究對合成丙烯酸酯改性后產(chǎn)物的影響。試驗結(jié)果顯示，改性過后的WPU乳液粒徑相比未改性的增大，液體狀態(tài)由透明狀態(tài)逐漸趨于半透明的狀態(tài)，乳液顏色由乳白色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槁晕l(fā)藍光；并且隨著丙烯酸酯（硬單體）含量的逐步增多，乳液的黏度由小變大，使得水性聚氨酯乳液表面張力逐漸減小，耐水性逐步增強，乳液儲存穩(wěn)定性逐漸提高，拉伸強度不斷增大，從而使得涂膜在使用性能方面具有優(yōu)良的綜合性能。

以烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）為偶聯(lián)劑，成功地合成出了性能比較穩(wěn)定的丙烯酸酯改性WPUA復(fù)合乳液，并且研究了聚酰胺（PA）的用量對其產(chǎn)品各方面性能產(chǎn)生的影響。試驗結(jié)果表明：WPUA呈現(xiàn)出核殼結(jié)構(gòu)，PU 與 PA 之間結(jié)合方式為化學(xué)鍵結(jié)合，并且WPUA分子鏈的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)線型結(jié)構(gòu)。合成的復(fù)合乳液在剪切過程初始階段表現(xiàn)為剪切變稀，其符合牛頓流體特征。通過PA含量逐漸增加，改性后的水性聚氨酯乳液的粒徑增大并且粒子尺寸分布也變寬，膠膜的拉伸強度不斷增大，乳液黏度由大變小，耐水性增強并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高。

采用自乳化法,以丙烯酸羥乙酯（HEA）為接枝劑，使用丙烯酸丁酯作為改性劑，從而使得預(yù)聚體與丙烯酸酯的聚合能夠同時進行。通過接枝劑一端與 PA 發(fā)生縮聚反應(yīng)，另一端與聚丙烯酸酯自由基共聚，從而實現(xiàn)兩種材料之間的接枝、互穿等有機結(jié)合，最終達到改性目的。所得到的產(chǎn)物兼具兩種材料的優(yōu)良特性，從而使目標產(chǎn)物適應(yīng)性更強，性能更優(yōu)。在應(yīng)用中，將其用于木材的深度加工應(yīng)用領(lǐng)域，在一定程度上代替了目前廣泛使用的“三醛樹脂”膠，為解決甲醛所具有的刺激性氣味和毒性釋放問題提供了新的路線，使膠合板的品質(zhì)等級提升，具有較強的工業(yè)應(yīng)用前景和較好的環(huán)保意義。

綜上所述，丙烯酸酯改性水性聚氨酯合成的乳液粒徑大，狀態(tài)呈現(xiàn)半透明狀態(tài)，顏色略微發(fā)藍光，乳液的黏度、表面張力降低，具有較好的耐水性、乳液儲存穩(wěn)定性提高、拉伸強度增大等優(yōu)點。