改性水性聚氨酯乳液的研究
?改性水性聚氨酯技术进展趋势及前景
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?聚氨酯材料具有良好的物理机械性能、优异的耐候性、弹性及软硬度随温度变化不大等优点。在许多领域都得到了广泛的应用。随着环保法律法规的健全和人们环保意识的加强，聚氨酯材料的水性化日益受到重视，水性聚氨酯的研究与开发具有重要的应用价值。为了更好的提高水性聚氨酯的综合性能，扩大应用范围，近年来改性水性聚氨酯研究已成为一大热点，许多研究学者进行了深入的研究，改性方法也日新月异。目前，改性方法大致可分为4种：(1)改进单体和合成工艺；(2)添加助剂；(3)实施交联；(4)优化复合。其中以优化复合最为引人注目。根据改性剂不同，水性聚氨酯乳液的改性主要有：环氧树脂改性、聚硅氧烷改性、丙烯酸改性、纳米材料复合改性等。
1、环氧树脂改性水性聚氨酯
1.1环氧树脂的特点
环氧树脂(EP)具有许多优良的性能，如易固化、机械强度高、粘附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性好、成本低，还具备高模量、高强度和热稳定性好等特点，早已成为应用广泛的热固性塑料，在机械、电子、涂料等领域发挥着日益重要的作用。但是，环氧树脂也存在一些突出缺点，如韧性差，抗冲击强度低，固化后质脆，从而限制了其在某些领域内的应用。环氧树脂具有仲羟基和环氧基，可以和异氰酸酯反应。经环氧树脂改性的水性聚氨酯其力学性能、粘接强度、耐水、耐溶剂等性能都会得到提高。
1.2环氧改性水性聚氨酯制备方法
环氧改性水性聚氨酯的制备方式主要有2种：即机械共混法和共聚法。共混法一般是先合成聚氨酯预聚体，再将适量的环氧树脂均匀分散在预聚体中，然后对混有环氧树脂的预聚体进行乳化，最终得到环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。机械共混法制得的环氧树脂改性水性聚氨酯乳液中，环氧树脂与聚氨酯之间没有化学键的结合，环氧树脂不具亲水性，而聚氨酯链中的羧基及聚醚链段对水具有亲和性，当两者在水中乳化时，环氧树脂被包覆在聚氨酯链中，有可能会形成一定的核-壳结构。共聚法主要是利用环氧树脂链两端的环氧基优先与聚氨酯预聚体进行共聚反应，其次是环氧树脂分子上的羟基参与其反应制成预聚体，再乳化于水。另外存在氨基甲酸酯基与环氧基发生开环反应，此方法为交联反应。
环氧树脂的加料工艺方式主要有3种：其一，环氧树脂与聚醚多元醇在反应初期加入到反应器；其二，环氧树脂与小分于扩链剂在反应中期一起加入到反应器；其三，环氧树脂与亲水扩链剂在反应后期一起加入到反应器中。
1.3环氧改性水性聚氨酯的应用及研究进展
环氧改性水性聚氨酯在胶粘剂、涂料上已有应用报道。郭俊杰等合成了用于粘接复合薄膜的环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂，改性后的胶粘剂对多种复合薄膜都表现出较强的粘接性能，剥离强度进一步提高，外观、贮存稳定性良好，且在固体质量分数下降为30%后仍然具有较强的粘接性能。安徽大学曾通过环氧树脂与聚氨酯的接枝反应，合成了环氧改性聚
氨酯乳液，用所得的乳液配制地板清漆气味小，漆膜光泽好，有一定的弹性，1天后实干，使用效果良好。
姜守霞等研究了环氧树脂在水性聚氨酯乳液中含量对性能的影响，研究发现加入环氧树脂后，产品的耐水性有明显的提高，随着环氧树脂含量的增加，硬度也增加，粘度呈上升趋势。
罗建光等发现：共聚法比机械共混法难于得到稳定的乳液。其原因可能是共聚法由于EP 在预聚阶段生成了部分支链结构，使预聚体的粘度增大，影响了乳化；另外，共聚法制得的乳液中环氧基团在三乙胺的催化下开环，形成交联物而沉淀。
2、有机硅改性水性聚氨酯
2.1有机硅的特点
有机硅聚合物分子结构中含有元素硅，是属于半有机、半无机结构的高分子化合物，它们兼具有机化合物和无机化合物的特性，具有耐低温、耐气候老化、电绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、生理惰性等许多优异性能。有机硅聚合物最显著的特点就是耐氧化性和低表面能，耐氧化性就是耐候性好，而低表面能会产生优良的疏水性。有机硅产品通常是指聚硅氧烷系列，包括非活性聚硅氧烷、活性聚硅氧烷、环氧基、羟基、氨基等改性聚硅氧烷。有机硅改性水性聚氨酯可以弥补水性聚氨酯耐水解性稍差的缺陷，使改性水性聚氨酯表现出良好的憎水性、表面富集性、低温柔顺性和优良的生物相容性。
2.2有机硅改性方法
有机硅改性水性聚氨酯同样是共混改性和共聚改性2种方法。共混可以通过水性聚氨酯乳液和聚硅氧烷乳液物理共混来实现。聚氨酯可以改善聚硅氧烷乳液的耐油性，而聚硅氧烷乳液可以改善水性聚氨酯的耐水和耐溶剂性能，两者共混可获得取长补短的效果。但由于乳化剂的存在，共混改性对最终成膜的性能有负面影响，共混改性仅仅是简单的机械混合，无化学键形成，硅油易于迁移，造成硅感时效短。共聚改性是有机硅改性水性聚氨酯最常用的方法，通过两端带有反应性官能团的聚硅氧烷低聚物(如羟基硅油、氨基硅油、氨基或烷氧基封端的硅烷偶联剂等)与多异氰酸酯经逐步加成、聚合而制得嵌段共聚物。
有机硅共聚改性水性聚氨酯制备方法主要有合成与扩链2种不同的方法。合成法是在合成预聚体过程中将羟基硅油或氨基硅油引入聚氨酯链段中。羟基硅油的反应活性适中，合成过程反应平稳，比氨基硅油好控制。扩链法是指在预聚体乳化的过程中引入氨基硅油扩链。
2.3有机硅改性水性聚氨酯的应用研究进展
有机硅改性水性聚氨酯可广泛应用于涂料工业、皮革工业、印刷工业、纺织工业等领域。
吴明元等用氨丙基聚硅氧烷与聚氨酯预聚体反应生成含硅氧烷的聚氨酯预聚体，通过NaH-SO3封闭NCO基并在水中分散，制得有机硅改性热反应型水性聚氨酯乳液。侯孟华等在无溶剂的条件下，采用扩链的方式制得氨基硅烷偶联剂改性的水性聚氨酯乳液，以此硅烷偶联剂改性的水性聚氨酯乳液制得的木器涂料，具有优良的耐水性、附着力和力学性能。刘
鸿志等将TDI加到聚醚二元醇和端羟基有机硅单体的混合物中进行反应，生成的预聚体用1,4-丁二醇进行扩链反应，再经DMPA亲水扩链、中和、乳化，合成了有机硅改性聚氨酯乳液，研究表明，有机硅改性的水性聚氨酯材料其耐水性、耐热性和耐低温性有所提高。
3、丙烯酸酯改性水性聚氨酯
3.1丙烯酸酯化合物的特点
丙烯酸酯(PA)具有优异的耐光性、户外曝晒耐久性，即耐紫外光照射不易分解变黄，能持久保持原有的色泽和光泽，有较好的耐酸碱盐腐蚀，极好的柔韧性和最低的颜料反应性。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PUA)可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合，可制备高固含量、低成本以及达到使用要求的水性树脂。
3.2丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法
关于丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成方法有很多介绍，这里仅简述共聚乳液的制备方法。
共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1)PU乳液和PA乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；(2)先合成PU聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的PUA复合乳液；(3)2种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的PUA复合乳液。这些方法巧妙地提高了PU和PA的相容性。(4)合成带C＝C双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到PUA共聚乳液。
制备PU分散体和PA乳液的化学原理不同，前者是加成聚合，后者是自由基聚合，因此制备PUA分散体的关键是采用适宜的工艺过程将这两种不同的化学原理结合起来，使其形成具有核-壳复相结构的乳胶粒子。研究表明，为了制备核壳复相结构的高性能PUA分散体，既要采用独特的工艺，能使上述2种聚合机理有机结合起来，又要采用一些特殊的物料。近10多年来，研究者不断开发出适合于制备PUA分散体的新原料、新工艺。
3.3丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
丙烯酸改性水性聚氨酯广泛用于皮革涂饰、涂料、粘合剂、织物涂层、印染等工业领域。谢维斌合成了一种丙烯酸改性水性聚氨酯并用于棉织物涂层，测试涂层棉织物表明，引入丙烯酸甲酯可提高涂层膜抗水性、增加涂层膜拉伸强度、引入丙烯酸羟乙酯有利涂层膜透气性，提高涂层膜伸长率。艾照全等研制一种聚氨酯改性丙烯酸酯为主体的含有多种功能基的水基型系列装潢装饰胶粘剂，可用作高频胶、热合胶和冷粘胶。陈文等合成了水性环氧丙烯酸酯树脂和水性聚氨酯丙烯酸酯，然后配制成具有优秀性能的水性UV固化木地板涂料，该水性UV固化材料具有无毒性、无污染、无刺激和生产安全等优点，在木地板涂料领域有广阔的应用前景。周建军等成功地制备了自交联PUA复合乳液，得到了无疑胶的核-壳结构(PA为核，PU为壳)胶乳，乳液稳定性较好，其做胶使用测试表明，粘接力、耐水性都较好。唐薰等合成了UV固化的水性阴离子型聚氨酯丙烯酸酯。合成的水性固化膜具有良好的附着力、
高硬度(>6H)、高光泽度(>90%)、较高的拉伸强度(>29MPa)，同时涂膜具有优良的耐水性、耐酸碱性和耐溶剂性，可以取代溶剂型的木地板光固化涂料。
4、有机硅丙烯酸酯双改性水性聚氨酯
将聚氨酯，丙烯酸酯，有机硅氧烷三元结合起来，制备水性材料，它综合了丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅3种树脂材料的优点，而且以水作分散介质符合环保的要求。将3种有机地结合在一起，根据不同用途的要求、发挥其协同作用的优势，可以做成有皂或无皂乳液，用作纺织品的涂层剂和皮革涂饰剂。
有机硅丙烯酸酯双改性水性聚氨酯合成方法主要有两种，一种是先合成适量丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯封端的聚氨酯预聚体，再在乳化后的水性PU中加入引发剂、丙烯酸酯类单体、硅氧烷偶联剂的混合物，即制得有机硅丙烯酸酯双改性的水性聚氨酯。
另一种是先合成含硅聚氨酯预聚体，再加入丙烯酸酯类单体共混后在水中乳化，得到含溶胀丙烯酸酯单体的硅改性聚氨酯水分散体，然后向上述含溶胀丙烯酸酯单体的硅改性聚氨酯水分散体中，滴加引发剂进行乳液聚合，得有机硅改性丙烯酸聚氨酯乳液。
张晓镭等合成的有机硅丙烯酯水性聚氨酯聚合物综合了丙烯酸酯-聚氨酯-有机硅3种高分子化合物的优点，用在皮革涂饰剂中，克服了热粘冷脆的问题，有效解决了水性聚氨酯不耐湿擦的缺点。王海虹等采用乳液聚合的方法，制备了具有核-壳型结构的有机硅改性丙烯酸聚氨酯乳液，结果表明，经有机硅改性的丙烯酸聚氨酯乳液，在附着力、稳定性、硬度、光泽等方面有显著上升。王军兰等先合成水性聚氨酯乳液作为种子乳液，进而与丙烯酸酯及有机硅反应，得到无皂共聚乳液，将其用于织物上做涂层，应用试验表明各项性能较优；将其用作皮革涂饰剂，手感软，光泽亮，并有一定的防水效果。胡剑青等采用侧链含活性双键的自乳化水性聚氨酯作为乳化剂和反应物，利用分子复合技术，合成了聚氨酯-丙烯酸酯和有机硅互穿网络的杂合水分散体。获得的杂合水分散体兼具3种聚合物的性能优势。
5、纳米材料改性水性聚氨酯
纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，可以使材料获得新的功能。目前对水性聚氨酯纳米改性的方法主要是用纳米材料机械共混。
HsuCK等合成了一种纳米碳管/水性聚氨酯(CNT/WPU)纳米复合材料，通过对纳米碳管进行修饰，在纳米碳管上引入NH2基，再与聚氨酯预聚体上的NCO基反应形成共价键，或是中和时，NH2基与聚氨酯预聚体上的COOH基结合形成共价键，从而得到了稳定的纳米碳管改性水性聚氨酯乳液。研究发现，这种水性聚氨酯乳液贮存稳定，胶膜的热稳定性提高了26℃，拉伸强度提高了370%，拉伸模量提高了170.6%。胡津昕等以水性聚氨酯为基体聚合物材料，利用高分子纳米微胶囊化技术实现对无机TiO2等微粒进行有效的原位包封，涂膜机械强度、韧性和抗老化性提高，加工性能改善。罗振扬等分别将纳米氧化铝(Al2O3)和纳米氧化铟锡(ITO)加入到水性聚氨酯树脂中，改善了水性聚氨酯涂膜的耐磨性能和隔热性能。冯利邦等成功合成了一种含有纳米硅氧化物的水性聚氨酯涂料，研究结果表明，纳米硅氧化物的引入，可以显著改善聚氨酯漆膜表面硬度、热稳定性、耐候性及耐水和耐有机溶剂性。赵石林等通过共混法制备了纳米SiO2改性水性聚氨酯UV屏蔽透明涂料。施永建等
利用丙烯酸改性水性聚氨酯合成了综合性能优异的水性PUA，以此为成膜物，以纳米Al2O3为填料，采用共混法制得了耐磨性能优异的纳米Al2O3复合涂料；改用纳米ITO为填料则制得了具有良好隔热性能的纳米复合涂料。
6、展望
随着水性聚氨酯更广泛、更深入的应用，对其性能的要求也进一步提高，今后的水性聚氨酯将朝着高科技含量、高性能、多功能性方向发展。实践证明，环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯以及纳米材料复合改性都可以很好的提高水性聚氨酯的综合性能。今后应进一步加强复合改性技术的理论研究，深入研究各种因素对复合改性性能的影响，以便把产品做的更好。还要充分利用聚氨酯分子的可设计性，探索新的合成方法和工艺，在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构，以获得具有更多功能的聚氨酯复合乳液。同时应重视应用技术的研究，加速复合改性水性聚氨酯的生产和推广，这将具有重要的实践意义。随着经济的发展和水性聚氨酯消费需求的增大，以及科研人员的努力，高性能的复合改性水性聚氨酯必将取得长足的发
水性聚氨酯树脂改性研究及应用进展1
水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、ＶＯＣ 含量低等优点，符合发展涂料工业的“三前提”及“四Ｅ原则”。然而，一般的聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，为了更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围，需对ＷＰＵ乳液进行适当的改性。目前，其改性途径大致可分为四类：改进单体和合成工艺，添加助剂，实施交联，优化复合。本文主要介绍了环氧树脂改性、聚硅氧烷改性和丙烯酸复合改性、纳米改性、植物油改性、蒙脱土改性、有机氟改性等水性聚氨酯涂料的研究及在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、织物涂料等方面应用进展。 １ 水性聚氨酯树脂改性技术 １．１ 传统三大改性方法 目前水性聚氨酯涂料最常见的三大改性方法是环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸改性。近年来，这类方法已有大量报道。环氧树脂为多羟基化合物，在与聚氨酯反应中可以将支化点引入聚氨酯主链，使之形成部分网状结构而性能更为优异。通过环氧树脂和聚氨酯的接枝反应，制得环氧改性聚氨酯乳液，用其配制水性环氧改性聚氨酯涂料，可以提高化学稳定性、耐腐蚀性和漆膜附着力。 有机硅化合物分子结构中含有元素硅，是属于半有机、半无机结构的高分子化合物，它们兼具有机化合物和无机化合物的特性。用有机硅改性聚氨酯可以弥补水性聚氨酯耐水解性稍差的缺陷，使改性的水性聚氨酯涂料表现出良好的憎水性、表面富集 性、低温柔顺性和优良的生物相容性等。有机硅改性聚氨酯可以通过物理共混来进行，例如，利用水性聚氨酯和聚硅氧烷乳液进行物理共混改性。因此，有机硅改性聚氨酯最常用的方法是共聚改性。通过两端带有反应性官能团的聚硅氧烷低聚物（最常见的是聚二甲基硅氧烷ＰＤＭＳ，或部分甲基被取代后所得聚硅氧烷）与多异氰酸酯经逐步加成，聚合而制得嵌段共聚物。 丙烯酸酯与其他合成高分子树脂相比，具有许多突出的优点。将丙烯酸和聚氨酯两类聚合物在微观状态下制备得到的丙烯酸聚氨酯杂合水分散体，可以获得优势互补性能。水性聚氨酯／丙烯酸酯复合乳液可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性，较低的成本有机结合，制备出高固含量、低成本以及达到使用要求的水性树脂。 此外还可以将聚氨酯－丙烯酸酯－有机硅氧烷三元结合起来，制备水性涂料，它综合了丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅三种树脂材料的优点，而且以水作分散介质符合了环保的要求。 １．２ 纳米材料改性水性聚氨酯 纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，可以使材料获得新的功能。 Ｈｓｕ－Ｃｈｉａｎｇ Ｋｕａｎ等［１］合成了一种纳米碳管／水性聚氨酯纳米复合材料，这种水性聚氨酯乳液储存稳定，胶膜的热稳定性提高了２６℃，拉伸强度提高了３７０％，拉伸模量提高了１７０．６％。胡津昕等［２］以水性聚氨酯为基体聚合物材料，利用高分子纳米微 鲍俊杰１，周海峰１，饶喜梅１，许戈文１，２ （１．安徽大学化学化工学院，合肥２３００３９；２．安徽省绿色高分子重点实验室，合肥２３００３９）摘要：综述了水性聚氨酯的纳米改性、植物油改性、蒙脱土改性、有机氟改性等几种常用的改性方法，指出了不同改性技术的特点、方法以及优势。同时介绍了水性聚氨酯树脂在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、织物涂料等方面的应用研究进展。 关键词：水性聚氨酯树脂；改性；涂料；进展 中图分类号：ＴＱ６３０．４＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－２５５６（２００６）０９－００４５－０４ 水性聚氨酯树脂 改性研究及应用进展
水性聚氨酯
水性聚氨酯 引言 为了减少涂料对环境的污染和对消费者健康的损害, 许多国家对溶剂型涂料的限制越来越严格, 从而使涂料由溶剂型向水基型的转变成为必然。早在2005 年我国就已开始控制新的溶剂型涂料生产企业的审批, 到2008 年将对溶剂型涂料的生产和销售实行控制。低污染涂料的发展方向有水性化、高固体分化和粉末化三种。与其他两种涂料相比, 水性涂料因为具有来源方便、易于净化、成本低、黏度低、良好的涂布适应性、无毒性、无刺激及不燃性等特点, 已成为环境友好型涂料的主要发展方向。 一、水性聚氨酯涂料的性能 聚氨酯( PU) 涂料是涂料业中增长速度最快的品种之一。水性聚氨酯( WPU) 涂料是以水性聚氨酯树脂为基础, 以水为分散介质配制的涂料, 除具有水性涂料的特点以外, 它还有以下突出的优点: 1)涂膜对塑料、木材、金属及混凝土等表面的附着力好, 抗磨性、耐冲击性好。脂肪族聚氨酯水性涂料的户外耐久性好, 综合性能接近溶剂型聚氨酯涂料 2) 和其他乳胶涂料相比, 其低温成膜性好, 不需要成膜助剂, 也不需要外加增塑剂、乳化剂或分散剂。 3) 容易通过交联反应进行改性, 可提高耐溶剂性和抗化学性, 改进耐水性, 对颜料( 包括金属颜料) 有良好的适应性, 也可提供高光泽
涂膜。所含羟基可以适用一些交联剂和固化剂, 可进一步改进涂膜性能。 4) PU 分子具有可裁剪性, 结合新的合成和交联技术可有效控制涂料的组成和结构, 为改进其性能提供了更多的途径。WPU 诸多的优点, 使其成为目前发展最快的涂料品种之一。 2 水性聚氨酯涂料的研究进展WPU 分为单组分和双组分。单组分WPU 涂料聚合物的对分子质量较大, 成膜过程中一般不发生交联反应, 具有施工方便的优点; 双组分WPU涂料由含羟基的水性树脂和含异氰酸酯基的固化剂组成, 施工前将两者混合, 成膜过程中发生交联反应, 涂膜性能好。由于在水性聚氨酯分子中引入了亲水基团, 所以耐水性、耐溶剂性和耐候性等较差是WPU 涂料存在的主要问题, 为此, 近几年来国内外学者对WPU 的改性进行了大量研究, 并取得了很大进展。 2. 1. 1 制备方法 单组分聚氨酯水分散体涂料的制备方法通常有强制乳化法和自乳化法。强制乳化法是将PU 预聚物缓慢加入到含乳化剂的水中, 形成粗粒乳液, 再送入均化器形成粒径适当的乳液。该法制备的PU 乳液胶体稳定性较差, 一般适用于材料的表面处理。PU 乳液涂料的制备多采用聚合物自乳化法, 即在聚合物链上引入适量的亲水基团, 在一定条件下自发分散形成乳液[11]的方法。 2. 1. 2 交联改性
水性聚氨酯涂料doc
水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 学院：材料与化工学院 专业：高分子材料与工程 班级：110311班 姓名：李辽辽 学号：110311122 水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 李辽辽 （班级：11班学号：110311122） 摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用 关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用 0引言 聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。 2水性聚氨酯涂料的特点与分类 2.1水性聚氨酯涂料的特点[1] 水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。 2.2水性聚氨酯涂料的分类 目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 2.2.1单组分水性聚氨酯涂料 单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：a.热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。b.含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。c.室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件，不能采用加热的方式交联，必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯
丙烯酸酯乳液改性研究现状及发展
丙烯酸酯乳液改性的研究现状及发展 姓名：何阳班级：应用化工技术1班学号：20131880 摘要：文章就丙烯酸酯乳液改性的研究现状及其用途作了详细论述，重点介绍了有机硅改性丙烯酸酯乳液和聚氨酯改性的丙烯酸酯乳液(PUA)以及氟改性丙烯酸酯乳液的研究现状及发展前景，并简要地对丙烯酸酯乳液改性的未来方向作了展望。 关键词：丙烯酸酯乳液改性原理现状发展 前言： 丙烯酸酯类共聚物乳液是丙烯酸酯类或甲基丙烯酯类与其它乙烯基酯类单体进行乳液聚合的产物[1]，它主要用作涂料成膜剂和纺织印染粘合剂，也广泛应用于日用化工、化学电源、功能膜、医用高分子、纳米材料以及水处理等方面，其用量与日俱增。丙烯酸酯乳液具有优异的耐水性、耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性，但它存在着耐水性和附着性差及低温变脆、高温变粘等缺点，限制了其应用。 近年来随着聚合理论和技术的不断完善和发展，以及人们对环境友好的绿色化工产品的呼声愈来愈高，丙烯酸酯乳液的改性受到了广泛的重视。一般来说，从两个方面对丙烯酸酯乳液进行改性：一是引入一些功能性单体对丙烯酸酯乳液进行改性，得到高性能的共聚乳液；二是采用新的乳液聚合方法如核壳乳液聚合和互穿网络聚合技术以及微乳液共聚技术来改善丙烯酸酯乳液的性能，在研究过程中通常是这两个方面的相互结合，共同提高丙烯酸酯乳液的性能。本文主要探讨有机硅、有机氟、聚氨酯等对丙烯酸酯乳液性能的改性及其对乳液性能的影响。 1、有机硅改性的丙烯酸酯乳液 1．1 改性原理 有机硅对丙烯酸酯乳液的改性是指将有机硅化学和丙烯酸酯乳液聚合技术结合起来，用来制备高性能的硅丙乳液。丙烯酸酯聚合物具有优良的成膜性、粘接性、保光性、耐候性、耐腐蚀性和柔韧性。但其本身是热塑性的，线性分子上又缺少交联点，难以形成三维网状交联胶膜，因此其耐水性、耐沾污性差，低温
水性聚氨酯的合成
闫福安，陈俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词：水性聚氨酯；合成；改性 0引言 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg,西欧约4.5kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg。溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 1水性聚氨酯的合成单体 1.1多异氰酸酯(polyisocynate) 多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的部位特点,可分为四大类：芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,TDI)、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,HDI)、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基－常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI。芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差,易黄变和粉化,属于“黄变性多异氰酸酯”,但价格低,来源方便,在我国应用广泛,如TDI常用于室内涂层用树脂；脂肪族多异氰酸酯耐候性好,不黄变,其应用不断扩大,欧美发达国家已经成为主流的多异氰酸酯单体；芳脂族和脂环族多异氰酸酯接近脂肪族多异氰酸酯,也属于“不黄变性多异氰酸酯”。水性聚氨酯合成用的多异氰酸酯主要有TDI、IPDI、HDI、TMXDI(四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)。TMXDI可直接用于水性体系,或用于零VOC水性聚氨酯的合成。
有机硅改性丙烯酸乳液在日本外墙涂料中的应用
有机硅改性丙烯酸乳液在日本外墙涂料中的应用 ＹａｓｕｙｕｋｌＫａＭＩＹ＾ｌｌＡａｎｄＴｏｙｏａｋｉＹｍＵＵＣＨＩ （高机能化学品技术开发中心旭化成株式会社高机能化学品公司） １前言 于１９８０年代中期开发的由丙烯酸树脂和硅树脂组成的有机硅改性丙烯酸树脂，主要应用应用于建筑外墙涂料，这类溶剂型涂料迅速进入日本市场并在九十年代得到广泛的应用，这是因为他们与氟碳树脂及其他材料相比，具有优异的性能价格比。 但是，在九十年代中期，家装业和建筑业广泛抵制溶剂型涂料，人们关注建筑中的气味，也包括涂料释放溶剂的气味。在许多建筑地点涂装外墙涂料时，附近的人们总抱怨业主产生的溶剂味的问题。结果避免采用溶剂型涂料的愿望日益高涨。 同时，人们又希望保留这类高性能溶剂型涂料卓越的耐酸性、尽量延长重新涂装的间隔、减少外墙维修的需要，尤其是高质量的构件建筑。其外装修都是现场进行，由于其卓越的耐候性．溶剂型硅丙涂料总是人们的首选。 经过努力，１９９６年一家精品住宅商。首先成功地采用了高性能无保养，无溶剂味的有机硅改性丙烯酸外墙乳胶涂料，开创了在精品住宅涂装和涂料生产中，采用硅丙乳胶涂料快速增长的趋势，此后硅丙乳液的生产急剧增长。 本文中的第２部份将指述有机硅改性丙烯酸树脂，第３部分为有机硅改性丙烯酸树脂的分类，第４部份指述水性硅氧烷缩聚交联丙烯酸的过程和特点，第５部份为非交联有机硅改性丙烯酸树脂。第６部份讲述Ａｓａｈｉｋａｓｅｉ开发的硅丙乳液“Ｐｏｌｙｄｕｒｅｘ”的特点。 ２有机硅改性丙爝酸槲脂（硅一丙绀膳） 耐候性好的树腊包括：丙烯酸树脂、硅一丙树脂和氟碳树脂。他们的性能表现如表Ｊ。丙烯酸树脂应用最广，但在许多情况下不能满足对耐候性的要求。 硅一丙树脂提供耐候性，可重涂性，价格和其它特点的高度平衡，氟碳树脂耐候性最好，但重涂性不良。价格过高。正因为其优异的性能价格比，硅丙树脂成为最优异的高耐候涂料的树脂成膜物。 如表２所示，硅一丙改性的高耐候性来自结构中高度化学稳定的Ｓｉ－０烷键的高解离能。 我们制备了有机硅改性丙烯酸乳液的有光乳胶漆，它们具有不同有机含量，将它们制成外墙涂料，进行加速人工老化（采用太阳光紫外线ＳＵＶ）并监测其保光性。如图１所示，８０％保光率的时间脏有机硅含量增加而增长。 相似的效果，在有机硅改性聚酯中也有报道，随着有机硅含量的增加辐射率降低（通过电子自旋共振测定），并且外用面漆的保光率增大。 ３有机硅改性丙烯酸树脂类型 制各硅一丙乳液最简单的方法，是将有机硅乳液和丙烯酸乳液混合在一起，这曾在西方国家和中国广泛地用于建筑涂料。但是，在日本这种方法应用很少，因为所产生的涂料低光泽，有限的应用设计和可行性。
有机硅改性水性聚氨酯
有机硅改性水性聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液的研究 李伟,胡剑青,涂伟萍 (华南理工大学化工与能源学院,广州510640) 摘要:以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基丙烯酸甲酯等为原料,合成了水性聚氨酯丙烯酸乳液,加入含侧氨基和不饱和双键的有机硅氧烷进行扩链改性,得到了一系列有机硅改性的聚氨酯丙烯酸乳液。对得到的产物进行了表征,对改性前后的体系涂膜的性能进行了比较,结果表明,用有机硅改性的聚氨酯丙烯酸乳液形成的涂膜接触角更大、附着力更强、具有更好的耐水性,但硬度稍有下降。 关键词:水性聚氨酯;有机硅;接触角;耐水性;柔韧性 0引言 水性聚氨酯(WPU)涂料有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。但是单一的PU乳液存在自增稠差、固含量低、耐水性差、机械强度不如丙烯酸树脂等缺点,且成本较高。而聚丙烯酸酯(PA)乳液在性能上能与聚氨酯乳液形成互补,所以将聚氨酯乳液和聚丙烯酸乳液复合制备水 性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液,兼有聚氨酯和聚丙烯酸酯乳液的优点,有很好的应用前景。有机硅树脂表面能低,耐水性、耐候性以及透气性优良,已经广泛用于聚氨酯改性,采用合适化学方法用有机硅对水性聚氨酯-聚丙烯酸酯进行改性,可以得到有良好耐水性以及力学性能的涂膜。本文在聚氨酯链段上引入了几种有机硅氧烷,对得到的产物进行了表征及性能对比,制得了具有优良耐水性及力学性能的聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液[1-2]。 1实验 1.1原料 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、己内酯二元醇(PCL)(M n=2000):工业品,拜耳公司;1,4-丁二醇(BDO):化学纯,上海凌峰化学试剂公司;二羟甲基丙酸(DMPA):工业品,进口;三羟甲基丙烷(TMP):试剂级,上海试剂一厂;N-甲基吡咯烷酮(NMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)、丙酮:分析纯,湖北大学化工厂;有机硅Z-6011、有机硅Z-6020、有机硅Z-6032:道康宁公司。 1.2合成工艺 1.2.1PU乳液的合成 将聚酯多元醇进行脱水处理后加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的四口烧瓶中,水浴升温到75～80℃后,加入IPDI,开动搅拌反应1.5～2h,后加入1,4-丁二醇,80℃反应1～1.5h,然后降温到70℃加入二羟甲基丙酸(溶于NMP中)和三羟甲基丙烷,反应2～3h,期间注意用丙酮调节黏度,后降温至50℃以下,加入有机硅后再加三乙胺中和15～20min,出料,在高速剪切下于去离子水中乳化分散,加入乙二胺扩链。减压脱去溶剂,最后得到半透明的带蓝光的PU乳液。 1.2.2PUA乳液的合成 将PU乳液、乳化剂、水混合后置于四口烧瓶中,搅拌加入含有引发剂AIBN的BA溶液,预乳化一段时间于80℃聚合3h,再升温至90℃反应1h,降至室温,出料,得到PUA乳液。 1.3乳液的成膜性能测试 (1)耐水性测试[3]:取适量的乳液涂在聚四氟乙烯板上,室温干燥7d成膜,将膜剪成 2cm×2cm的小块,称质量(m0),然后在水中浸泡一定时间,取出后吸干表面上的液体,称质量(m1)。计算膜的吸水率: 吸水率=(m1-m0)/m0×100% 用上海中晨数字技术设备有限公司JC2000C1型静滴接触角测量仪测量接触角; (2)硬度测试:根据GB/T1730—1993,使用QYB型漆膜摆杆硬度计测量; (3)附着力测试:根据GB1720—1979(1989)测量;
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展 综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。 标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性 1 前言 近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。 纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。 2 纳米材料改性WPU的方法 2.1 共混法 共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。 李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。 李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。KH560的加入使纳米SiO2粒子更均匀地分散在聚氨酯乳液中，且SiO2粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强。当改性SiO2溶胶添加量为5%～10%时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。
水性聚氨酯的合成与改性_闫福安
CHINA COATINGS 2008年第23卷第7期 15 0 引 言 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。 据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5 kg,西欧约4.5 kg,而我国的消费水平 还很低,年人均不足0.5 kg。 溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 水性聚氨酯的合成与改性 □ 闫福安,陈 俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。 关键词：水性聚氨酯；合成；改性 中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2008)07-0015-08 Synthesis and modifi cation of water-borne PU Yan fuan, Chen jun (School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, Hubei Province) Abstract: This paper introduces water-borne PU about its monomers, synthesis mechanism, and synthesis technology and modifi cation methods. Relevant enterprises and research institutes China should strengthen the work cooperatively on molecule design, to promote the continuously progressing synthesis technology and the growing market of water-borne PU. Keywords: water-borne PU, synthesis, modifi cation 编者按：本文搜集了相关的情报资料，比较全面地阐述水性聚氨酯的合成技术。相应地，嘉宝莉朱延安、中国科技大章鹏进行了这方面的研发和实验实践。相比之下，为改善PUD分散体涂膜力学性能，选用聚碳酸酯型方向是可行的,但在水性木器涂料中的应用,应综合考虑制造成本、涂料使用范围、对涂膜光泽大小不同要求等方面因素；软段多元醇的选用不可能单一型,可以选用混合型,如PCD与PCL混合,或PCD与聚醚型混合,否则单用PCD,因价格太贵或存在功能过剩,影响水性聚氨酯涂料的推广应用与市场定位。 TECHNICAL PROGRESS DOI:10.13531/https://www.docsj.com/doc/e711455608.html,ki.china.coatings.2008.07.007
改性丙烯酸酯胶粘剂
机械汽摩维修5分钟修复 改性丙稀酸酯AB胶,具有极优异的粘接性能,它是室温下固化而且定位速度很快,性能优良.本胶粘剂粘接材料广泛,可粘接钢,铁,铝,蟓胶,不锈钢ABS,PVC,玻璃,缺氧木,陶瓷,水泥,电木,木材料等同种或异种材料的粘接和互粘,适用于汽车,拖拉机和各种机器零部件的修复,各种产品的胶接组装,薄形材料的结构和加强,铭牌,招牌,标识,装潢饰物的粘贴各种应急抢修和日常用品的修理. 可对金属,塑料,木材,混疑土等材料迅速粘接.广泛应用于汽车,摩托车,机械,化工管路和贮罐,木工家具,灯具铭牌,玩具,日用杂品等粘接,勿需除油,使用方便. KUNSHENG上海坤盛粘合剂有限公司 环氧树脂ＡＢ胶 【产品特点】 １.本品为快速固化系列、透明粘稠状环氧树脂粘接剂； ２. 可低温或常温固化，固化速度快； ３. 固化后粘接强度高、硬度较好，有一定韧性； ４.固化物耐酸碱性能好，防潮防水、防油防尘性能佳，耐湿热和大气老化；５.固化物具有良好的绝缘、抗压、粘接强度高等电气及物理特性。 【适用范围】 １.凡需要快速粘接固定的电子类或其它类产品均可使用； ２. 广泛应用于电子元器件及工艺品、礼品的粘接固定，对于金属、陶瓷、木材、玻璃及硬质塑胶之间的封装粘接，有优异的粘接强度； ３.不适用于有弹性或软质材料类产品的粘接。
1. 要粘接密封的部位需要保持干燥、清洁； 2.按配比取量， A、B剂混合后需充分搅拌均匀，以避免固化不完全； 3.搅拌均匀后请及时进行注胶，并尽量在可使用时间内使用完已混合的胶液； 4.固化过程中，请及时清洁使用的容器及用具，以免胶水凝固在器具物品上。【固化后特性】 硬度Shore D ≥70 吸水率25℃ %24小时 < 抗压强度 kg/mm2 ≥50 剪切强度（钢/钢） kg/mm2 ≥13 拉伸强度（钢/钢） kg/mm2 ≥22 介电常数 1KHZ ~ 体积电阻 25℃ Ohm-cm ≥ ×1015 表面电阻 25℃Ohm ≥×1014 耐电压 25℃Kv/mm ≥16~18 【注意事项】 1.本品在混合后会开始固化，其粘稠度会很快上升，并会放出热量； 2.注意：该产品固化速度很快，请尽可能减少一次配胶的量！混合在一起的胶量越多，其反应就越快，固化速度也会越快，并可能伴随放出大量的热量，请注意控制一次配胶的量，因为由于反应加快，其可使用的时间也会缩短，混合后的胶液尽量在短时间内使用完； 3.有极少数人长时间接触胶液会产生轻度皮肤过敏，有轻度痒痛，建议使用时戴防护手套，粘到皮肤上请用丙酮或酒精擦去，并使用清洁剂清洗干净； 4.在大量使用前，请先小量试用，掌握产品的使用技巧，以免差错。 【储存与包装】 5.本品需在通风、阴凉、干燥处密封保存，保质期十二个月，过期经试验合格，可继续使用； 6.包装规格为每组2、10或40kg，其中包含主剂1、5或20kg/桶、固化剂1、5 或20kg/桶。
硅丙乳液的合成及应用
硅-丙乳液的合成及应用 摘要 随着社会的不断发展，建筑行业对乳液的性能要求不断提高，合成一种高性能的外墙乳液已成为研究热点。丙烯酸乳液原料来源丰富、成膜性好、粘结性强、强度高，用有机硅改性的丙烯酸乳液，不仅可以解决丙烯酸乳液成膜时热粘冷脆的不足，并且形成的Si-0-Si为大分子的主链，具有无机化合物和有机聚合物优良性能，如耐候性、疏水性、透气性、抗沾污性和耐磨性等。通过有机硅改性丙烯酸乳液，可得到兼有有机硅和丙烯酸的高性能乳液，硅-丙高性能乳胶漆具有优异的耐候性、耐水性、耐碱性、耐沾污性和耐擦洗性等性能。本文综述了乳液合成的进展、特点、机理，并阐述了硅-丙乳液合成方法及应用。 关键词：改性；硅-丙乳液；合成；应用
The Synthesis and Application of Silicone - Acrylic Emulsion Abstract With the development of society, the requirement of emulsion properties was boosting, it has been the focus to compound high-performance exterior emulsion. Acrylic emulsion possesses advantages of much material, good film-forming, strong bonding and high strength. Acrylic emulsion modified by organic silicone can not only solve the shortages of thermo-viscoelasticity and cold brittleness, but also form the Si-O-Si as macromolecular main chain, which has the excellent properties of inorganic compounds and organic polymer, such as weather resistance, hydrophobic, permeability, contamination resistance and wearability. Acrylic emulsion modified by organic silicone has high performance both silicone and acrylic emulsion. Silicone-acrylic emulsion paint has excellent property of weatherability, water resistance, alkali resistance, stain resistance
水性聚氨酯树脂的改性研究进展
水性聚氨酯改性的研究进展 （马宁大连工业大学化工与材料学院116034） [摘要]: 详细叙述了水性聚氨酯的各种改性技术,如交联改性,聚丙烯酸酯,环氧树脂改性,有机硅改性,纳米技术改性,天然产物改性等,并对水性聚氨酯的发展前景进行了展望。[关键词]: 水性聚氨酯；改性技术;；展望；环氧树脂;；有机硅树脂 ResearchProgressinModificationTechonologyoftheWaterbornePolyurethane Abstract: The modifications techonology of waterborne polyurethane, such as the crosslinkin gpolyacrylates ,epoxyresin, organosilicon, hano-technology and natural product modifications arediscussed.The prospect of waterbome polyurethane for the future are put forward.; Key words: waterborne polyurethane ;modificationtechonologyprospect 为提高水性聚氨酯涂膜的耐水性和机械性能,可合成具有适度交联度的水性聚氨酯乳液。首先通过,如多元醇、多元胺扩链选用多官能度的合成原材料剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。然后添加内交联剂或外交联剂实现交,即内交联和外交联。 2.1内交联法 该法合成水性聚氨酯是在聚氨酯大分子中引入个或个以上官能团的单体,生成具有部分交含有联或者支化分子结构的聚氨酯胶束;另一种是在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂而这些内交联剂只有在使用时由乳液体系的HLB值、温度、外部能量如紫外光辐射等因素的变化才与聚氨酯树脂中的官能团发生交联反应,生成具有网状个结构的热固性聚氨酯树脂。在大分子中引入含有3或3 个以上官能团的单体生成部分交联或支化结构,即将的聚氨酯树脂的合成一般是采用预聚体分散法交联单体如三聚体或三羟甲基丙烷等与低相对分子质量的聚氨酯预聚体充分混合,在水中分散后再加入扩链剂如乙二胺进行扩链反应。这种方法合成的具有部分交联结构的水性聚氨酯相比于丙酮法制备的水,具有不消耗溶剂(丙酮)且能同时获得高固性聚氨酯含量等优点。,还可采取丙酮法制备这类除预聚体分散法以外内交联型水性聚氨酯,即在预聚体分散前就用部分三官能度的单体如三羟甲基丙烷代替双官能团的单体,用少量丙酮为溶剂解决由于预聚体扩进行扩链反应链后相对分子质量增加而引起的黏度变大的问题,在分散形成乳液后再将丙酮等低沸点溶剂减压脱去,采用这种方法制备的水性聚氨酯具有相对分子质量分布窄、结构及粒径大小可变范围易控制、反应稳定性,但最大的缺点是制备的乳液的涂膜耐溶剂好等优点特别是耐丙酮性能差且工艺复杂,不利于工业化生产。 2.2外交联法 添加外交联剂的水性聚氨酯亦称为水性双组分聚氨酯,水性聚氨酯为一组分,交联剂为另一组分。在,将两组分混合均匀,成膜过程中发生化学反使用时应,形成交联结构。消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也适当提高了涂膜的力学性,聚氨能。水性聚氨酯的结构决定着外交联剂的组成酯分子中带羟基、氨基时,常用的外交联剂有水分散多异氰酸酯、氮杂环丙烷化合物、氨基树脂等;聚氨酯,常用的外交联剂有多元胺、环丙分子中带有羧基时烷的化合物及某些金属化合物,如Al(OH)3，Ca(OH)2等。为了更好地改善聚氨酯的性能,可同Mg(OOCH3)2时添加内交联剂和外交联剂,通过双重作用对聚氨酯进行交联改性。聚
改 性 丙 烯 酸 酯 胶
改性丙烯酸酯胶 【组成与组份】 ◆哥俩好牌改性丙烯酸酯(HL－302)胶是以甲基丙烯酸酯为主、配以增韧剂、补强剂、稳定剂、引发剂、阻聚剂等，通过先进工艺合成的双组份（A、B）反应型胶粘剂。 【应用与适用】 ◆本品为结构胶粘剂，主要用于刚性粘接，可用于钢、铁、铝、铝合金、钛、不锈钢、ABS、PVC、尼龙(聚酰氨)、聚碳酸酯、有机玻璃（聚甲基丙烯酸酯）、钢化玻璃、聚酯树脂、聚氨酯、水泥、陶瓷、木材、层压板等同种或异种之间的粘接。 ◆粘接玻璃制品，初始强度较好，但由于玻璃膨胀系数较大，有时会自动脱落。 ◆不适用于雪花铁、紫铜、黄铜、锌、赛璐珞、聚四氟乙烯、聚烯烃、聚硅氧烷等制品的粘接。 ◆对于挠性粘接效果不理想。 ◆主要应用于以下几方面：汽车，摩托车，机械，化工管道，贮罐，木工家具，灯具铭牌，日常生活，科研等 【性能与特点】 ◆室温快迅固化，5－10分钟定位，30分钟可达使用强度，24小时后达最高强度。 ◆使用方便，不需严格计量，如两组分可分别涂刷，可延长适用期。 ◆剪切、冲击、剥离强度高，综合性能好，钢/钢常温拉剪强度＞20MPa；冲击强度＞2.0KJ/m2。 ◆可进行油面粘接。只需打磨，无需脱脂，强度无明显降低。 ◆耐酸碱介质性好，耐水性好，耐油性甚佳。 ◆耐湿热和大气老化，耐久性好。 ◆清除容易。 ◆用途广泛。 ◆耐高低温，充分固化24小时后，在－60℃至120℃下仍可使用。 ◆电性能好，介电强度15kV/mm，介电常数3.0，耐热等级B级。 ◆耐老化性能好。表1中给出了15℃-27℃两个月不同材质在不同介质中的老化程度。 ◆耐久性。耐久性与使用条件、使用环境有关，具体情况可以下列实验做参考。 ?抚顺地区，户外经四年，不承受载荷（铝～铝），强度保持率＞50%。 ?室温，不承受载荷（铝～铝），水中浸泡六个月，强度保持率＞90%。
改性水性聚氨酯及其粘接性能
改性水性聚氨酯及其粘接性能 综述了水性聚氨酯的改性方法，包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、有机氟改性、纳米材料改性、复合改性。比较了各种改性方法的优缺点，指出了水性聚氨酯胶粘剂所存在的问题，展望了水性聚氨酯胶粘剂改性发展趋势。 标签：水性聚氨酯（WPU）；胶粘剂；改性 聚氨酯（PU）是在高分子链的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元（—NHCOO—）的高分子化合物，具有成膜强度高、柔韧性好、粘附力强，良好的耐磨、耐水、耐化学药品等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、油墨等领域[1～4]。随着环境保护压力的增大，溶剂型聚氨酯胶粘剂应用受到限制。WPU胶粘剂具有不燃、气味小、不污染环境、节能等优点[5～7]，正面临前所未有的发展机遇。 1 水性聚氨酯改性 WPU主要是线性热塑性高分子，由于分子间缺乏交联，分子质量较低，所以WPU存在干燥速度慢、耐水耐溶剂性差和胶膜力学强度低等缺点[8，9]。为了改善WPU胶的综合性能，扩大应用领域，必须对其进行改性。 1.1 环氧树脂改性 环氧树脂具有一系列优良的性能[10]。用环氧树脂改性WPU可以形成各种性能新颖的材料。环氧树脂改性方式主要有3种：机械共混、接枝共聚和环氧开环共聚。 Fu等[11]以1，4-丁二醇（BDO）和二羟甲基丙酸（DMPA）为扩链剂，合成了环氧树脂改性WPU乳液。实验结果表明，当环氧树脂E20质量分数为8%时，改性乳液具有更好的综合性能，胶膜的机械性能和热稳定性更好。由此环氧树脂改性的WPU乳液制得的胶粘剂能够满足汽车内饰胶的需求。 Xi等[12]以甲苯二异氰酸酯（TDI）和聚丙烯乙二醇2000（PPG）为原料与环氧树脂反应制备互穿聚合物网络PU胶粘剂。考查了环氧树脂含量对PU胶的形态结构、导电性、热稳定性和粘接性能的影响。结果表明，环氧树脂能改善PU胶的形态结构，提高胶膜的热稳定性和粘接强度。 1.2 丙烯酸酯改性 利用丙烯酸酯改性聚氨酯乳液主要有物理共混和共聚改性2种方法。其中共聚乳液制备方法包括：①共混交联法，即PU乳液和PA乳液共混后，外加交联剂进行交联；②乳液共聚法[13]，一般在聚氨酯链中引入不饱和双键，再利用双
改性水性聚氨酯研究进展
改性水性聚氨酯研究进展 改性水性聚氨酯研究进展 摘要：介绍了几种水性聚氨酯化学改性研究进展，包括环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅烷等二元共聚改性及两种以上树脂的三元共聚改性的研究状况。展望了水性聚氨酯化学改性的发展趋势。 关键词：水性聚氨酯；改性；共聚 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 0 前言 聚氨酯(polyurethane)是聚氨基甲酸酯的简称，是在聚合物内含有相当数量氨酯键的高分子化合物。水性聚氨酯(WPU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的二元胶态体系，它不含或含有少量有机溶剂，具有不燃、无毒无污染、节省能源、操作加工方便等优点，同时保留了传统溶剂型聚氨酯的一些优良胜能，如良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等。单一的聚氨酯乳液尚存在自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽性较低、涂膜的综合性能较差等缺点。但是，PU预聚体中的-NCO基团具较强的活性，能与羟基、氨基、乙烯基等基团反应，这就为研究者通过改性来提高WPU涂料的综合性能提供了可能，促使广大的科研工作者对水性聚氨酯涂料进行各种改性研究，以扩大其应用范围。 水性聚氨酯改性的方法有物理共混和化学共聚两种形式：共混是将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起，存在的最大问题是混容稳定性差；共聚是通过在体系中引入各种功能性的成分，合成具有特殊性能的复合乳液，因乳液的稳定性好而具实用性。目前，PU与羧甲基纤维素、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的复合乳液均有研究，其中后三类复合乳液因在功能上与水性聚氨酯具有互补性，尤其对聚氨酯涂层的耐水性及硬度、强度等力学性能的改善较为显著，因此，研究最为活跃。
丙烯酸酯的性能及其应用进展
第30卷第6期辽 宁 化 工V ol.30,N o.6 2001年6月Liaoning Chemical Industry June,2001丙烯酸酯的性能及其应用进展 李 株 (沈阳化工股份有限公司,辽宁沈阳110026) 摘 要: 简述了丙烯酸酯的结构特征与分类,综述了近年来丙烯酸酯国内外的消费构成,以及丙 烯酸酯在纺织、粘合剂、涂料、造纸、塑料助剂等应用领域的作用,分析了丙烯酸酯应用领域的发展趋 势,指出做好丙烯酸酯应用开发工作是我们面临的新问题。 关 键 词: 丙烯酸酯;分类;消费构成;作用;发展趋势 中图分类号: T Q225.24 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2001)06024503 1 前 言 随着国际上重视生态保护的要求日趋严格化,丙烯酸酯新产品的新应用产业化的成功实现,世界丙烯酸酯的生产能力增长速度呈明显上升趋势。 我国丙烯酸及其酯的工业化生产自20世纪50年代起步以来,至20世纪70年代末到20世纪80年代初开始大规模工业化生产,特别是在20世纪90年代丙烯酸酯得到迅速发展,其生产能力呈明显上升趋势。据有关统计,1995～1999年的生产能力平均增长速度在14%以上。丙烯酸酯的市场活跃,产品应用正日益扩大,因此如何更深入地开展对其产品的应用,是摆在我们面前的新问题。本文综述了近年来丙烯酸酯产品的国内外消费构成,综述了丙烯酸酯在其主要应用领域的作用与发展趋势。 2 丙烯酸酯的结构特征与分类丙烯酸酯是丙烯酸及其同系物的酯类的总称,能自聚或和其他单体共聚。由于丙烯酸酯类作为聚合物的单体,含有不饱和双键和极性分子结构,可以构筑成许多的具有各种性能的聚合物配方,因而可得到粘度、硬度、耐久性、玻璃化温度不同等特性,使其产物具有多种多样的用途,被广泛用于纺织、纤维、涂料、粘合剂和朔料助剂等行业中。 丙烯酸酯可以划分为两大类,即通用型和特殊型。通用丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯等;特种丙烯酸酯按其结构特征可分为多官能团丙烯酸酯、高烷基丙烯酸酯、特种官能团丙烯酸酯、特种结构丙烯酸酯等,目前国际上有50个以上品种。 3 丙烯酸酯的国内外消费构成 3.1 国外消费构成 美国、西欧和日本是目前世界丙烯酸酯生产的主要地区。据有关统计报道,1997年世界丙烯酸酯的生产能力为226万t/a。1997年美国、西欧、日本的丙烯酸酯的生产量分别是71.8万t、37.2万t、16.8万t。 美国丙烯酸酯主要用于生产表面涂料、纺织助剂及粘接剂。其消费构成见表1所示。 表1 美国的消费构成(1997年) 应用领域/%涂料粘合剂织物纸品纤维塑料添加剂其它合计1997～2002年平均增长率/% 4517155099100 4.3 收稿日期: 2001201205 作者简介: 李 株(1959-),女,工程师。