水性聚氨酯丙烯酸酯改性介紹
發(fā)布時間:2019-6-14
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。
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