水性聚氨酯丙烯酸酯改性介绍

发布时间:2019-6-14

1.水性聚氨酯的改性方法

水性聚氨酯(WPU)是作为胶粘剂最为关键的底层基础物质,因此它自身的各种性能直接决定了胶粘剂的综合性能。因为水性聚氨酯的成分中含有亲水基团,导致在应用中耐水性较差、干燥所需时间较久、初黏力较小和固化速度慢等缺陷。为了解决上述各种缺陷从而提高水性聚氨酯的综合性能,实践中人们常常对其进行改性,例如用丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、有机氟、纳米材料、超支化预聚体和复合改性等方法。

水性聚氨酯乳液

2.丙烯酸酯改性

据近年来文献记录,丙烯酸酯具有一定的耐候性、耐黄变性以及耐化学性等特点,而水性聚氨酯具有良好的弹性和柔韧性等优点,据此可通过丙烯酸酯来改性合成出性能优良的水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)。所以使得WPUA乳液成为研究改性水性聚氨酯的热点之一,并且可在涂料、织物整理剂、制鞋、软包装等方面广泛地应用。

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,并且通过调整原料之间的比例来研究对合成丙烯酸酯改性后产物的影响。试验结果显示,改性过后的WPU乳液粒径相比未改性的增大,液体状态由透明状态逐渐趋于半透明的状态,乳液颜色由乳白色逐渐转变为略微发蓝光;并且随着丙烯酸酯(硬单体)含量的逐步增多,乳液的黏度由小变大,使得水性聚氨酯乳液表面张力逐渐减小,耐水性逐步增强,乳液储存稳定性逐渐提高,拉伸强度不断增大,从而使得涂膜在使用性能方面具有优良的综合性能。

以烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为偶联剂,成功地合成出了性能比较稳定的丙烯酸酯改性WPUA复合乳液,并且研究了聚酰胺(PA)的用量对其产品各方面性能产生的影响。试验结果表明:WPUA呈现出核壳结构,PU 与 PA 之间结合方式为化学键结合,并且WPUA分子链的结构呈现线型结构。合成的复合乳液在剪切过程初始阶段表现为剪切变稀,其符合牛顿流体特征。通过PA含量逐渐增加,改性后的水性聚氨酯乳液的粒径增大并且粒子尺寸分布也变宽,胶膜的拉伸强度不断增大,乳液黏度由大变小,耐水性增强并且玻璃化转变温度提高。

采用自乳化法,以丙烯酸羟乙酯(HEA)为接枝剂,使用丙烯酸丁酯作为改性剂,从而使得预聚体与丙烯酸酯的聚合能够同时进行。通过接枝剂一端与 PA 发生缩聚反应,另一端与聚丙烯酸酯自由基共聚,从而实现两种材料之间的接枝、互穿等有机结合,最终达到改性目的。所得到的产物兼具两种材料的优良特性,从而使目标产物适应性更强,性能更优。在应用中,将其用于木材的深度加工应用领域,在一定程度上代替了目前广泛使用的“三醛树脂”胶,为解决甲醛所具有的刺激性气味和毒性释放问题提供了新的路线,使胶合板的品质等级提升,具有较强的工业应用前景和较好的环保意义。

综上所述,丙烯酸酯改性水性聚氨酯合成的乳液粒径大,状态呈现半透明状态,颜色略微发蓝光,乳液的黏度、表面张力降低,具有较好的耐水性、乳液储存稳定性提高、拉伸强度增大等优点。

本文标签: 水性聚氨酯 

责任编辑:安大华泰

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