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水性聚氨酯与丙烯酸各自改性解析

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2019/6/25 浏览次数：

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水性聚氨酯的改性

目前已商品化的水性聚氨酯大多是线形聚合物, 其耐水性和耐溶剂性较差 ,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胶膜的耐水性、耐溶剂性、耐化学品性能以及力学性能。这些性能的改进可通过接枝或嵌接其他聚合物,外加或内置交联剂以及共混合形成互穿聚合物网络等手段来实现。应用的方法包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、硅烷偶联剂改性、脲丁酮 (HDI二聚体, 二氮杂环丁二酮 )改性等, 另外还可以预留部分NCO使之与水反应产生交联,或者封端异氰酸酯在一定条件下解封闭反应后交联以及辐射交联固化等。

丙烯酸酯改性

单一的聚氨酯乳液(PU),虽然聚氨酯涂层优点明显, 但其稳定性、自增稠性、膜的保光性差以及固含量低 ,且价格较高, 应用受到限制。纯聚丙烯酸酯乳液(PA)则存在拉伸强度和撕裂强度、耐磨性、耐水性、耐化学品性差的问题。聚氨酯-聚丙烯酸酯 (PUA)复合乳液能克服原乳液各自的缺点,发挥各自的优势,使乳液及胶膜性能得到明显的改善 ,应用前景广阔,被誉为“第三代水性聚氨酯 ”。

制备PUA复合乳液的方法很多,综合起来可分为直接掺混法、复合乳液共聚法、接枝共聚法、互穿网络法及核-壳聚合法等。直接掺混法是将PU与PA乳液机械共混,分子链之间能够形成氢键或其他化学键 ,能够在一定程度上改善水性聚氨酯的性能,但不容易得到稳定的混合体系。

复合乳液共聚法工艺途径有不饱和单体法和不饱和化合物封端法 2 种。接枝共聚法又分3种,(1)共混交联法;(2)双预聚体法;(3)PU膜表面与PA的接枝互穿网络聚合物是一种新型的聚合物混合物, 由2种共混的聚合物分子链相互贯穿而形成网络结构。其中至少有一种聚合物是网状的,另一种聚合物可以线型的形式存在。该形式聚合物在许多方面表现出极佳的性能。核-壳聚合法是一种比较前沿的聚合方法,该方法的反应机理是聚氨酯水分散体聚合物先在水相中形成胶体微粒 ,加入的丙烯酸酯等单体溶胀到胶粒内部聚合 ,形成另一种聚合物。该工艺制备出的即为核-壳型结构的聚合物乳液。

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