水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究
丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的研究
Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｒｌ ｅ ｗ ｔｒｏ ｅ ｐ ｌｕｅｈ ｎ ： ｏ ｏｉ ｍｕｓ ｎ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃｙａ ： ａｅｂ ｒ ｏｙ ｒｔａ ｅ ｃ ｍｐ ｓ ｅ ｅ ｌ ｏ ； ｄｆ ａｉ ｔ ｎ ｔ ｉ ｉ ｏ
Ｑ ｎｃａ ’，ＩＸａｘ ｗ ＩＭｉ ｈｏ～Ｌ ｉ ｕ ｚ ｇ ｏ
（ ． ｆｉＧｏ ｇ ａ Ｖｏ ａｉｎ ｌａ ｄ Ｔｅ ｈ ｉａ Ｃ ｌ ｇ ， ｆｉ２ ０ ６ Ａｎ ｕ ， ｉａ １Ｈｅｅ ｎ ｄ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｎｃ ｌ ｏｌ ｅ Ｈｅｅ ３ ０ ９， ｈ ｉＣｈｎ ； ｏ ｅ ２Ｈｅｅ ｉｅｓｔ ｏ ｅ ｈ ｏｏｙ， ｆｉ ３ ０ ， ｈ ， ｈｎ ） ． ｆｉＵｎ ｖｒｉ ｙ ｆＴ ｅ ｎ ｌｇ Ｈｅｅ ２ ０ ０９ Ａｎ ｕｉＣ ｉａ
１ 实验部分
丙烯酸丁酯（Ａ ， Ｂ ）化学纯， 天津博迪化工有限公司； 偶氮
差， 耐水性差， 机械强度差等翻 。聚丙烯酸酯（Ａ 乳液具有机械 １ 试 剂 Ｐ） ． １ 温发粘和低温发脆等缺点［Ｐ ３ Ｕ乳液和丙烯酸酯通过化学共聚 二异丁氰 （１Ｎ ， １ 。 Ａ Ｂ ）化学纯， 上海山浦化工有限公司； 无水Ｌ－ － － ＥＡ， 上海实验试剂有限公司； 甲基丙烯酸甲酯 方法合成聚氨酯丙烯酸酯（Ｐ Ａ 复合乳液，能充分利用 Ｐ 胺 （Ｄ ）分析纯， ＣＵ ） Ｕ （ Ｍ ）Ｎ 甲基吡咯烷酮（Ｍ ）分析纯， Ｍ Ａ ，一 Ｎ Ｐ， 天津市博迪化工有
ｗｉｈ ｔ Ｍ ＭＡ ｎ Ｂ ａ ｄ Ａ．Ｔｈ ｅｆｃｓ ｆ ｉ ｔ ｔｒ ｙ ｅ ｎ ｍｏ ｏ ｒ ｏ ｔｎ ｏ ｔｅ ｒｐ ｒｉｓ ｆ ｅ ｆｅ ｔ ｏ ｎｉａｏ ｔｐ ａ ｄ ｉ ｎ ｍｅ ｃ ｎｅ ｔ ｎ ｈ ｐｏ ｅｔｅ ｏ ＣＰ ＵＡ ｅ ｌｉｎ ｎ ｉ ｆｌ ｍｕｓｏ ａ ｄ ｔ ｉｍ ｗｅｅ ｓ ｒ ｉｖ ｓｉａｅ ．Ｔｈ ｓｒｃｕ ｅ ｆ ｎ ｅｔ ｔｄ ｇ ｅ ｔ ｔｒ ｏ ＣＰ ｕ ＵＡ ｗａ ｃ ａａ ｔｒｚ ｄ ｙ ＥＭ． Ｉ ｓ ｈ ｒｃｅｉｅ ｂ Ｔ ｔ ｗａ ｆｕ ｄ ｕｔ ｈ ｔ ｓｎ ａｏ— ｉ－ｓ ｂ ｔｒｎ ｔｌ ＡＩ ｓ ｏ ｎ ｏ ｔａ ｕ ｉｇ ｚ ｂｓ ｉｏ ｕｙｏ ｉｒ ｅ（ ＢＮ） ａ ｄ ｉ ｎ ｐ ｔｓｉｍ ｐ ｒｕｆｔ ＫＰ ｏａ ｓｕ ｅｓ ｌ ｅ（ Ｓ） ａ ｃ ｍｐ ｓｔ ｉ ｉａｏ ｉｃｅｓ ｄ ｈ ｍｏ ｏ ｒ ｃ ｎ ｅｓｏ ａ ｓ ｏ ｏｉ ｅ ｎｔ ｔｒ ｎ ｒａｅ ｔ ｅ ｉ ｎ ｍｅ ｏ ｖ ｒｉｎ．Ｔ ｅ ｒｐ ｒ ｔｓｓ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ｐ ｏ ｅ ｙ—ｅｔ ｓｏ ｔａ ＣＰ ｅｈｉｉ ｔ ＵＡ ｘ ｂｔ ｓ
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
中 国 胶 粘 剂
・３ ・ ４
ＣＨＩ ＮＡ ＡＤＨＥ Ｉ Ｓ Ｓ ＶＥ
２０ ０ ６年 ５月第 １ ５卷第 ５ 期
Ｖ ｌ１ ｏ５， ｙ ０ ６ ｏ。５ Ｎ ． Ｍａ ． ０ ２
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
赵灵霞 钱公 望 ２ ，
联 的作用 ， 因此 ， 此类产品能够单组分长时间稳定储
存 。 是 由于在涂 膜 的干燥 过程 中 ， 但 随着 水 和助溶剂 的挥 发 ， 膜 的玻璃 化 温度 （ｇ 不断 升高 ， 系粘度 涂 Ｔ） 体
从而使聚氨酯乳胶膜的性能得到明显改善［ 。 ２ 一 目 ， 前 丙烯酸酯改性水性聚氨酯的主要制备方 法有 ： 共混、 复合乳液共聚、 接枝共聚等 劈 法 。
（．华 南 理 工 大 学 环境 科 学 与 工 程 学 院 ， 东 省 广 州 市 １ 广 ５ ０ ４ ；２ 南 理 工 大 学 制 浆 造 纸 工 程 国 家 重 点 实 验 室 ， 东 １ ６ １ ．华 广
省广州市
５ ０４ ） １６ １
摘要 ： 详细 介绍 了丙烯酸酯改性水性聚氨 酯的三种 方法 ： 混改性 ， 其 复合 乳液共聚改性 ， 接枝 菸聚 改性 ，
烯 酸 良好 的 耐候性 和 耐水性 两 者 有 机 地结 合 起 来 ，
性 ，将富集于水 油两相界面 ， Ｄ 的酰肼部 位与 ＡＨ Ｄ Ａ 的羰 基进 行 脱 水反 应 ， Ａ Ｍ 形成 交 联 得 到腙 化合
物嘲 反应是 平衡 反应 ， 。 随着 水分 子的脱 除 ， 反应 向右 进行 ， 达到一 定 的交联 程度 。 水在 体系 中起着 阻碍交
综述 了国内外丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展。
关键词 ： 水性聚氨酯； 丙烯酸酯； 改性
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及应用研究
0前言
水 性 聚 氨 酯 （WPU）是 以 水 代 替 有 机 溶 剂 作 为 分 散 介 质 的 新 型 聚 氨 酯 （PU） 体 系 ， 可 广 泛 应 用 于 涂 料、胶粘剂、皮革涂饰剂和织物整理剂等方面。 因其 具备无毒、价廉、安全和不燃等优点以及自身性能的 不断提高，故表现出巨大的市场前景，并有逐步取代 溶剂型产品的趋势。 由于亲水性基团的存在， 使得 WPU 产品的耐水性、 耐溶剂性和耐候性等较差；而 聚 丙 烯 酸 酯 （PA）类 产 品 具 有 优 异 的 耐 候 性 、 耐 水 性、耐溶剂性和保光性，但不具备 PU 强 度 高 、弹 性 及粘接性能好等优点。 因此，PA 与 PU 在性能上具有 很好的互补性。 根据这一特点，人们采用了各种方法 将丙烯酸酯用于 WPU 乳液的改性研究， 其中效果较 好的是采用顺序的方法合成出同时含有 PU 和 PA 的 具有核壳结构的复合乳胶粒，这种乳胶粒有机地综合 了 PU 与 PA 的各自优点， 可显著提高 WPU 的耐水 性、耐溶剂性和耐候性等，因而发展十分迅速[1-3]。
1.3 试验制备 1.3.1 水性 PUA 的制备
称取聚碳酸酯己二醇酯， 放入四口瓶中真空脱 水；然后加入 DMPA、DBT 和丙酮，滴加 TDI，控制反 应 温 度 不 高 于 80 ℃， 反 应 3 h 后 稍 降 温 ； 再 加 入 HEA，70 ～75 ℃ 反 应 1.5 h 后 降 温 至 40 ℃ ； 加 入 MMA、TEA，搅拌 0.5 h；将反应混合物高速分散于水 中，并将引发剂（KPS）加入到上述分散液中，在 80 ℃ 左右自由基聚合 3.5 h；将此液体放入蒸馏装置中，搅 拌升温至 55～60 ℃开始抽真空（真空度为 54～62 kPa） 蒸出丙酮，得到 PUA 乳液（测得 pH 值为 7），冷却后 出料。 其工艺流程如图 1 所示。
聚丙烯酸酯乳液复合改性水性聚氨酯胶粘剂的研究
１ ２ 试 验仪 器 ．
旋转粘度计 （ Ｄ 一１ ， Ｎ Ｊ ） 上海精密科学仪器有 限公 司 ； 精密万
能试验机 （ 桌上型 Ａ Ｓ一１Ｋ Ｇ） 日本 岛津公 司； Ｇ ０Ｎ ， 电热 恒温鼓风
干 燥 箱 （ Ｈ ９ ７ Ａ） 上 海 精 密 实 验 设 备 有 限 公 司 ； 子 天 平 Ｄ Ｇ一 ０ ６ ， 电 （ Ｓ２ Ｓ ， Ｂ ２４ ） 北京赛多利斯仪器系统有 限公 司。
１ 实验部分
１ １ Байду номын сангаас 要原 料和试 剂 ．
丙烯酸丁酯 （ Ａ） 甲基丙烯 酸 甲酯 （ Ｂ 、 ＭＭＡ） 丙烯酸 异辛 酯 、
降温至 ４ ５℃ ， 氨水 中和（ Ｈ值 ７～ ） 过滤后 出料 。 加 ｐ ９，
以上工艺流程如 图 １ 所示 。
基金 项目 ： 广东省关键领 域重 点突破招标项 目（０ ５ １６ 。 ２０ ０ ０ ） 作者简 介： 赖少媚 （９ １一 ） 女 ， １８ ， 助理工程师 ， 主要从事精细化工技术开发工作 。Ｅ—ｍ ｉ ｓｍ—ａ＠１６ ｃｍ ａｌ ｈ ｌ ： ｉ ２・ｏ
型聚氨酯体 系。水 性聚 氨酯 以水 为溶 剂 ， 无污 染 、 全可靠 、 安 具 有机械性 能优 良、 于改性 等优点 … 。但 一般 的水 性 Ｐ 易 Ｕ乳 液 ，
（ Ｅ Ａ） 丙 烯 酸 羟 乙 酯 （ Ｅ 、 烯 酸 （ Ａ） 北 京 东 方 化 工 ２一 Ｈ 、 Ｈ Ａ） 丙 Ａ ， 厂 ； 硫酸 铵 （ Ｐ ）广 州市 金珠 江化 学有 限公 司 ； 性 聚 氨酯 过 ＡＳ ， 水
丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究
会 相应 增大 ， 而影 响乳 液 的外 观及稳 定性 ； 从 随着
５ 蒋欣 ， 治猛． 刘 聚氨酯 一丙烯 酸酯乳液 的制备 与性 能， 石油化
１ ７
烘 箱 ， 定 温 度 ６ 制 得 薄 膜 ， 照 Ｇ ／ 设 ０ｃ ｃ， 参 ＢＴ ｌ３ ＿ ７ ７ ８ ９方 法测定 涂 膜 的吸 水率 。
２ 结果 与讨 论
ＭＭＡ用 量进 一 步增 加 ， 粒 融 合 形 成 更 大 的 粒 胶 子 ， 致乳 液 的贮 存期 明显 缩短 。 导 ２ ３ ＭＭＡ 用量对 Ｐ ． ＵＡ涂 膜・ 的影 响 陛能
搅拌 器和 回流冷凝 管 的 四 口瓶 中 ， 人 计量 的溶 加 解 于 Ⅳ一 甲基 吡咯 烷 酮 中 的 Ｄ Ａ，０ｏ 反应 ＭＰ ７ Ｃ下
乳 液的涂膜 存在 耐 水 性差 、 度 和拉 伸 强 度等 力 硬 学性 能不 足等 缺 陷 ， 其 应 用 受到 限制 ¨ 。丙 使 Ｊ
至一 Ｎ ０达 到 理 论 值 ， 入 定 量 的 Ｂ Ｏ、 — Ｃ 加 Ｄ Ｎ
用 甲基丙烯 酸 甲酯 对 水 性 聚氨 酯共 聚改性 ， 为丙
在室 温下将适 量 的去离子 水 、 Ａ和部 分复 ＭＭ 合乳 化剂 、 引发剂一起 搅 拌３ ｉ ， 至乳 液不 分 ０ｍｎ 直
层 ， 得稳 定 的 Ｍ 制 ＭＡ单 体 乳 液 。 将 上 述 制 备 的 水 性 聚氨酯分 散液 加 入 到 四 口瓶 中 ， 入一 定 量 加
合的研究． 纺织 学 报 ，０ ６，７ １ ：８～ ｌ ２０ ２ （ ） ３ ４
丙烯酸酯类改性水性聚氨酯的合成与性能研究
丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究
作者简介 ： 李凤妍 （９ ２ ） ， １ ８－ ， 天津市人 ， 女 在读硕士研究生。研究方 向为丙烯酸酯乳液及水ｌ聚氨酯合成与改 陛。Ｅ ｍ ｉ ｆ ｇａ １２ ２ ｅ． ｍ 生 － ａ ： ｎｙｎ １＠ １ｎ ｏ ｌｅ ｅ 通讯作者 ： 王平华。Ｅ ｍ ｉ ｐ ｗ ｎ ＠ ａ ． ａ． － ａ ：ｈ ａｇ ｍ ｉ ｈ ｎ ｌ ｌ ｃ维普资讯 ２０ 源自 ７月第 １ 卷第 ７期 ０７ ６
Ｖｏ．６ Ｎ ． Ｊ １ ０ ７ １１ ｏ７，ｕ． ０ ２
中 国 胶 粘 剂
ＣＨＩ ＮＡ ＡＤＨＥ Ｉ Ｓ ＳＶＥ 一３ 一 ７
丙烯酸酯改性水性 聚氨酯乳液的制备及性 能研究
李凤妍 ，刘春华 ，彭二英 ，王平华
晴 （ ＩＮ）分 析 纯 ， 海 试 剂 一 厂 ； ＡＢ ， 上 乙二 胺 （ Ｄ 、 Ｅ Ａ）
１ ． 固含 量 的 测 定 ．４ ２
按 Ｇ ７ １ １９ Ｂ１ ２ —９ ５进行 测量 ， 在烘箱 中于 １０ｏ ０ Ｃ
下烘干至恒重。
１ ． 透射 电镜 分析 ．５ ２
甲基丙烯酸 甲酯 （ Ｍ ）分析纯 ， Ｍ Ａ， 中国医药 （ 团） 集
对 不 同 改 性 方法 制 得 的乳 液 及 涂 膜 的 性 能 进 行 了 初 步探 讨 。 Ｉ ． 预聚 体 中－ ．２ ２ ＮＣＯ 含量 测 定 甲苯一 正 丁胺法㈣。 二
１ ． 胶 膜 吸 水率测 定 ．３ ２
从胶膜上剪取 ３ ｍ ３ ｍ的试样 ， ０ ￣０ ｍ ｍ 称其质量 为ｍ， 。 室温下浸泡在去离子水中 ， 后取出胶膜 ， ２ｈ ４ 用滤纸迅速擦干表面的水分 ， 称其质量为 ｍ 。按下
１ ． 热失 重分析 （ Ｇ ．８ ２ Ｔ Ａ） 用 Ｓ ｉａｚ 公 司的 Ｄ Ｇ ６ Ｈ热失 重 仪进行 测 ｈｍ ｄｕ Ｔ 一０
水性聚氨酯-丙烯酸酯复合
4
PU乳液
O
聚氨酯（聚氨基甲酸酯）是指含有氨基甲酸酯（ 合物，通常以多异氰酸酯和多元醇逐步聚合而成。
NH
C
O
）的聚
根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团，即是否属离子键聚 合物(离聚物)，聚氨酯乳液可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和混 合型。 （1）阴离子型聚氨酯乳液(－COOH或－SO3H) （2）阳离子型聚氨酯乳液（用N－烷基二醇扩链，引入叔烷基，再季 胺化或用酸中和） （3）非离子型聚氨酯乳液（－OH、－O－、－CONH－、－CO－） （4）混合型聚氨酯乳液
5
PU乳液的结构
聚氨酯除含有氨基甲酸酯链段，一般还含有其它链段，如醚键(-O-)，酯键 (-COO-)，脲键(-NH-CO-NH-)等。聚醚或聚酯链段分别含有醚键、酯键，它们的 内旋转位垒较低，链段表现十分柔软。可将聚醚或聚酯的多元醇简化为：
HO
OH
根据合成反应，聚氨酯的结构可表示为
含氨基甲酸酯的链段内聚密度大，分子刚性高，因此可将聚氨酯高分子结 构简化为：
49
结论
5、研究了DMPA加料方式的影响，发现DMPA在醇扩链后溶解于有 机溶剂后滴加，引发剂采用 半连续滴加工艺制备的PUA性能最 佳。 6、实验结果表明，乳化温度在40℃、分散速度在4000rpm左右、乳液 聚合温度在70℃左右时制备的PUA性能较佳。为PUA乳液制备确定了最 佳工艺参数。 7、通过激光粒度分析仪、傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析和示差 扫描量热（DSC）分析对合成的PUA乳液进行了结构表征，结果表明 PUA乳胶粒粒径大，分布窄；PU和PA两相有较好的相容性，但仍存在 微相分离状态，这说明设计的核壳乳液聚合得到了实现，合成的PUA 乳液乳胶粒具有明显的核壳结构特征。
水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成研究
随着人们 对 清洁生 产方 式 、环 保法 规 的 日益关 注 以及石 油 化工产 品成 本 的不断升 高 ，水性涂 料越
来越受到人们 的关注 Ｊ ．水性聚氨酯涂料是 以水替代有机溶剂作为分散介质发展起来的新兴高分子 材料，水性聚氨酯特殊的分子结构及聚集状态使其具有优 良的耐磨蚀 、柔韧性、附着力 、耐化学品及 软硬随温度变化不大等优点 ，但水性聚氨酯乳液的 自 增稠性差、固含量偏低 、涂膜的耐水性和光泽性 不足 － ．丙 烯 酸酯类乳 液则 具有 良好 的耐水 性 、 候 性及 物理 机械 性能 ，用丙 烯酸 酯类乳 液 对水 性 ４ Ｊ 偷 聚氨酯进行改性 ，可以把两者的性能有机结合起来 ，从而制备综合性 能优 良的水性 聚氨酯丙烯酸酯 （ Ｕ ）复合乳液 ．本文采用种子溶胀乳液聚合法 ，不外加乳化剂 ，合成稳定性好、综合性能优 ＰＡ
第 １ ９卷 第 ３期 ２１ ０ １年 ９月
厦 门理 工 学 院 学报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ａ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒａ ｆＸｉｍｅ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ｔ Ｔ
Ｖ０ ． ９ Ｎ ． １１ ｏ ３ Ｓｐ ０ １ ｅ ．２ １
水 性 聚 氨 酯 丙烯 酸 酯 复 合 乳 液 的合 成 研 究
定时间取样并测定异氰酸酯基含量 （ Ｃ ％，质量分数，下 同） ＮＯ ，当 Ｎ Ｏ Ｃ ％达到理论值时降温到 ４ ０℃，
加入丙烯酸酯 以降低体 系粘度 ，用三乙胺 中和 ，然后在快速搅 拌下加入含有 乙再将乳液升温至 ８ ５℃， 加人剩余量的丙烯酸酯单体， 并在 ３ｈ内 滴完引发剂， 保温２ｈ 后出料． １ ３ 性能测 试与表 征 ．
Ｃ ｆ ＝ （ 一 ） （ ｏ×Ｍ／ ） ０ ％ （） （ ／Ｘ Ｓ ）Ｘ１０ 式 中 ， 为 ｔ 样 品的固含量 ， 时
丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液的制备及性能研究的开题报告
丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液的制备及性能研究的开题报告题目：丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液的制备及性能研究研究背景和意义：乳液是指在水相中分散着生产、研究或使用过程中所需要的油相或固相的粒子，具有可逆性、易操作性、规模性等优点，广泛应用于合成材料、涂料、胶黏剂、纤维素改性、油田地面反应等领域。
其中，丙烯酸酯乳液和聚氨酯乳液在建筑、印刷、皮革、纺织等行业中有着广泛的应用，但其制备工艺和性能优化研究仍存在一些问题。
因此，本课题旨在研究丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液的制备工艺、性能特点及其优化方法，为其应用提供理论指导和实践支持。
研究内容：1. 丙烯酸酯乳液的制备工艺研究包括合成丙烯酸酯、乳化体系的组成、乳化工艺参数的优化等方面内容。
2. 聚氨酯乳液的制备工艺研究包括聚氨酯的合成、乳化体系的组成、乳化工艺参数的优化等方面内容。
3. 乳液性能特点表征及优化研究包括乳液粒径、稳定性、流变学特性、力学性能、耐水性、耐黄变性等性能指标的测定及其优化方法的探究。
预期成果和应用价值：本课题预期通过对丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液的制备工艺和性能优化的研究，获得以下成果：1. 优化的乳化体系和乳化工艺，提高乳化效率和稳定性。
2. 乳液的物理化学性质表征及其与应用领域的相关性探究。
3. 丙烯酸酯乳液和聚氨酯乳液在建筑、印刷、皮革、纺织等领域中的应用研究。
本课题的应用价值主要体现在：1. 为丙烯酸酯乳液和聚氨酯乳液的制备提供了可行的工艺和方法，为企业的生产提供技术支撑。
2. 通过对乳液性能的优化研究，提高了乳液在各领域的应用效果，为产品的推广、市场的扩展提供了技术支撑。
3. 丰富了乳液领域的研究内容和理论，为相关学科的发展提供了新的思路和方向。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的研究进展
丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的研究进展综介绍了丙烯酸酯改性水性聚氨酯的几种改性制备方法及其优缺点，其中包括：物理共混改性，交联共混改性，接枝共聚改性，核-壳结构乳液聚合改性，互穿网络法改性等。
综述了国内外的研究现状及今后研究发展方向。
标签：水性聚氨酯（WPU）；丙烯酸酯（PA）；改性1 前言压WPU因具有优异的耐磨性、耐寒性、柔韧性、耐有机溶剂性以及价廉，安全，无污染而具有巨大的市场前景[1]。
但是，WPU仍存在固含量低、自增稠性差、耐水性差、不耐高温以及光泽度低等缺点。
丙烯酸酯（PA）具有较好的耐化学性、力学性能、耐水性和耐候性等，但其也存在硬度大、不耐溶剂等缺点。
将WPU和PA 2者的优点有效地结合在一起，就出现了“第3代新型WPU”[2]。
目前国外已对水性聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液改性进行了较多的研究开发，乳液及其胶膜的性能都得到了明显改善[3，4]。
对第3代水性聚氨酯的理论研究较为透彻。
国内近几年对PUA复合乳液进行了研究[5]。
改性方法包括物理共混改性，化学共混改性，接枝共聚改性，核-壳结构乳液聚合改性，互穿网络法改性及其他改性等。
2 水性聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液的制备方法及对比分析2.1 物理共混改性法物理共混法是最简单的复合改性方法。
该方法是将PU和PA的合成分开进行，先通过常规方法制备稳定的PU乳液和PA乳液，再通过机械搅拌，使2者均匀混合，得到共混型PUA复合乳液。
邵菊美等[6]采用物理共混法对自制的WPU进行改性，并通过X射线衍射、热重分析（TGA）等手段对PU/PA体系的结晶度、热性能、力学性能等进行研究。
结果表明共混改性的复合乳液胶膜性能相对于WPU有明显提高；PU和PA 有较好的相容性，但仍存在一定程度的相分离，这主要是由于PU氨酯键上的极性氢原子与PA链段中酯基上的氧原子所形成的氢键作用不太强所致。
Rink[7]在共混时添加少量表面活性剂OP-10，以求提高PU和PA的相容性，然而所得体系不稳定，胶膜不透明，力学性能较差。
水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成研究_secret
水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成研究以甲苯二异氰酸酯、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯为主要原料制得含C=C双键的水性聚氨酯预聚体，然后加入引发剂和甲基丙烯酸甲酯，经乳液聚合得到聚氨酯一丙烯酸酯(PUA)乳液。
讨论了DMPA及MMA用量等对PUA乳液性能的影响。
用FT～IR等方法对制备的PUA乳液结构及有关性能进行了分析和表征。
结果表明，当总体n(--NCO)：n(--OH)=1．2、DMPA用量为5％、MMA用量为20％时，合成的PUA复合乳液具有较好的贮存稳定性。
与改性前的PU乳液相比，PUA涂膜的耐碱性、耐水性、耐溶剂性和力学性能都明显提高。
环境友好材料是近年来世人瞩目的新领域，发展十分迅速。
聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液与溶剂型产品相比，具有价廉、安全、不燃、无毒、不污染环境等优点。
水性PU还以优良的性能在涂料、胶粘剂、织物整理剂等领域具有极其重大的潜在应用前景，目前已经成为聚氨酯化学发展最活跃和最有发展前途的分支之一。
水性聚氨酯具有耐低温、柔韧性好、耐磨性好、粘接强度高等优点，但也存在耐高温性能不佳、耐水性差、膜保光性差等缺点；而聚丙烯酸酯乳液具有较好的耐水性、耐候性和物理机械性能，但存在硬度高、柔韧性差、耐溶剂性差等缺点。
因此，PU和PA在性质上具有一定的互补作用，聚氨酯一聚丙烯酸酯(PUA)共聚乳液能克服各自的缺点，发挥各自的优势，使乳液及涂膜的性能得到明显的改善。
通过两者有机结合使材料的综合性能得到显著提高，已经成为研制新型水性聚氨酯的重要途径。
本文研究以甲基丙烯酸羟乙酯为封端剂，采用乳液聚合法合成稳定性良好，综合性能优异的水性聚氨酯一丙烯酸酯(PUA)复合乳液。
与改性前的PU乳液相比，PUA涂膜耐碱性、耐水性、耐溶剂性和力学性能都明显提高。
为聚丙烯酸树酯改性水性聚氨酯乳液的研发获得了重要的设计思路与理论依据。
1实验部分1．1主要原料甲苯一2，4一二异氰酸酯(TDI)，工业品，日本进口；聚酯多元醇0W2503)，工业品，分子量2000，羟值为56．82mgKOH／g，无锡市新鑫聚氨酯有限公司；二羟甲基丙酸(DMPA)，工业品，Perst0D公司产品；l，4一丁二醇(BDO)，上海凌峰化学试剂有限公司；甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)，日本进口；甲基丙烯酸甲酯(MMA)，上海凌峰化学试剂有限公司；偶氮二异丁腈(AIBN)，广州化学试剂厂；N，N一二甲基甲酰胺(DMF)，工业品，江苏强盛化工有限公司；三乙胺(TEA)、二丁基二月桂酸锡(DBTDL)和丙酮等试剂均为分析纯，中国医药(集团)上海化学试剂公司。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯胶黏剂的制备及性能
2010年第29卷第4期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·699·化工进展丙烯酸酯改性水性聚氨酯胶黏剂的制备及性能刘敬松,沈一丁,赖小娟(教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室,陕西科技大学,陕西西安 710021摘要:以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI、二羟甲基丙酸(DMPA、聚酯二元醇(XH-111、三羟甲基丙烷(TMP、1,4-丁二醇(BDO和丙烯酸羟乙酯(HEA等为主要原料,制得HEA封端的水性聚氨酯乳液,再加入丙烯酸酯单体进行自由基引发聚合制备出丙烯酸酯改性的水性聚氨酯胶黏剂乳液。
通过傅里叶红外光谱(FTIR、热失重分析(TGA对改性前后水性聚氨酯结构和胶膜热稳定性进行了分析,并考察了—COOH含量、聚丙烯酸酯(PA含量和丙烯酸甲酯(MA与丙烯酸丁酯(BA质量比对胶黏剂耐水性、力学性能和粘接强度的影响。
结果表明,当w(—COOH为1.48%~1.50%、w(PA为30%、m(MA∶m(BA为42∶时,改性水性聚氨酯胶黏剂的耐水性、耐热性和柔韧性优异,粘接强度可达5.9 N/mm。
关键词:水性聚氨酯;丙烯酸酯;胶黏剂;皮革;橡胶中图分类号:TQ 433.4+32 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(201004–0699–05 Synthesis and properties of waterborne polyurethaneadhesive modified by acrylic esterLIU Jingsong,SHEN Yiding,LAI Xiaojuan(Key laboratory of Auxiliary Chemistry & Technology for ChemicalIndustry,Ministry of Education,Shaanxi University of Science & Technology,Xi’an 710021,Shaanxi,China Abstract:Waterborne polyurethane adhesive emulsions were synthesized with isophorone diisocyanate (IPDI,dihydromethyl propionic acid(DMPA,polyester glycol(XH-111,trimethylolpropane (TMPand 1,4-butanediol(BDO,and then reacted with hydroxy-ethyl acrylate(HEAto cap the —NCO terminal groups. Such polyurethane emulsions were used to further copolymerize with acrylates to synthesize modified waterborne polyurethane composite emulsions through free-radical polymerization. Structure and thermal stability of the modified and unmodified polyurethanes were studied by FTIR and TGA,and effects of —COOH content,polyacrylate content and mass ratio of MA to BA on water resistance,mechanical property and bonding strength of the obtained polyurethane adhesive were discussed. Results showed that the water resistance,thermal stability and flexibitity of modified polyurethane adhesive behaved outstanding performance with bonding strength of 5.9 N/mm, in which —COOH content was 1.48% to 1.50%,polyacrylate content was 30% and the mass ratio of MA to BA was 4∶2.Key words:waterborne polyurethane;acrylates;adhesive;leather;rubber聚氨酯(PU胶黏剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(—NHCOO—或异氰酸酯基(—NCO的胶黏剂。
聚氨酯-聚丙烯酸酯共聚乳液的制备及形态研究
溶剂 ， Ｐ 即 ｕ与 Ｐ 在实 际应 用 性 能 上具 有 互 补 性 。 Ａ 根 据这些 特点 ， 研究 人员 采用 物理掺 混法 、 嵌段 共 聚
异佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 （Ｐ Ｉ ， 业 级 ， 国 ＩＤ ） 工 德
性 能 以及丙 烯酸 酯 良好 的耐候 性 和耐水 性 ， ＷＰ 使 Ｕ
胶膜的性能得到 明显改善 ， 被誉为“ 三代 水性聚 第 氨酯 ”４］ 也 是 最 活 跃 和 最 有 发 展 前 景 的 方 向 ［５， ’
之一。
限公 司 ； 甲基丙 烯 酸 羟 乙酯 （ Ｅ Ｈ ＭＡ） 工 业 品 ， 锡 ， 无 市银 联化 工有 限公 司 。
（ 苏大学化 学化 工学 院 江
摘
镇江 ２２１） １０３
要 ：以聚 醚二元 醇 （ Ｅ２ ０ 、 Ｇ －１ ） 异佛 尔酮二异 氰 酸 酯 （Ｐ Ｉ 和二 羟 甲基 丙酸 （ ＭＰ 为主 要 原 ＩＤ ） Ｄ Ａ）
料 ， 备 了水性 聚氨 酯（ Ｕ） 制 ＷＰ 乳液 ； 采用 丙烯酸 丁酯 （ Ａ） 甲基 丙烯 酸 甲 酯 （ 再 Ｂ 和 ＭＭＡ） ＷＰ 乳 与 Ｕ 液共聚 制备 水性 聚氨 酯一 丙烯 酸 酯（ ｕ 复合乳 液 。讨论 了 ｗＰ Ａ乳液及 胶膜 的性 能 ， 聚 ＷＰ Ａ） Ｕ 并采 用 盯 一 Ｘ Ｄ Ｓ Ｍ 和 Ａ Ｍ 等分析 手段研 究 了 ｗＰ Ａ涂膜 的 结构 和 形貌 。结 果表 明 ， Ｕ ＇ 液 具 Ｉ Ｒ 、Ｅ Ｒ、 Ｆ Ｕ ＷＰ Ａ 乳 有 良好 的 室 温 贮存 稳 定 性及 成 膜 性 能 ， 膜 为无 定 型 结构 ， 光 率 ＞９ ％ 。 与 ＷＰ 胶 透 ０ Ｕ乳 液 相 比 ，
水性聚氨酯改性丙烯酸酯共聚物复合乳液
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2.会议论文钟鑫.孙慧喷涂聚脲弹性体及其防腐蚀涂料的研究2007
本文阐述了近几年来继高固体分涂料、水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等低、无污染涂料技术后又一新型无溶剂、无污染的绿色施工涂料技术-喷涂聚脲弹性体技术在防腐蚀领域中的应用,介绍了其主要化学反应原理、原材料、喷涂设备及其性能指标,讨论了影响其性能指标的主要因素.
作者:蒋颜平
学位授予单位:武汉理工大学
1.学位论文宁学林丙烯酸酯改性氨酯水性涂料2001
人们对环境保护日趋重视,无污染涂料的研制成为了人们研究的热点.而水性涂料就是一种"环保型"涂料,其发展非常之恰似,已经取得了大量成果.该文也是做了这方面的工作,通过聚氨酯与丙烯酸酯共聚改性得到一种综合性能非常优异的水分散型涂料.
3.学位论文樊如梅水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液合成及性能研究2006
丙烯酸酯有机硅复合改性水性聚氨酯的合成
吡咯烷酮 （ Ｍ ） 分析纯 ， ＮＰ， 天津市大茂化学试剂厂； 甲基 丙 烯 酸．． 乙 酯 （ ＭＡ） 分 析 纯 ， 津 市 化 Ｂ羟 ＨＥ ， 天
学试剂 研究 所 ； 甲基丙 烯 酸 甲酯 （ ＭＭＡ） 工业 纯 ， ， 天
津市 元立 化 工 有 限 公 司 ； ，． 二 醇 （ Ｄ ， 业 １４丁 Ｂ Ｏ） 工
纯 ， 海 晶纯 试 剂 有 限公 司 ； 丙 基 硅 油 （ Ｄ 一 上 羟 Ｐ ＭＳ １０ ） 工业 纯 ， 海 四里工 贸有 限公 司。 ００ ， 上
１ ２ 水性 聚氨 酯 的制备 ．
能， 其具 有 最佳 的透气 性 、 尤 耐水 性 和耐 低 温性 能 Ｊ因此 用 有 机 硅 改 性 水 性 聚 氨 酯 ， 但 可 以克 ， 不
・
２・
山
西
化
工
２１ 年 １ ０１ Ｏ月
水 性 聚氨酯乳 液 。 １３ 丙 烯 酸 酯 有 机硅 复 合 改性 的 水 性 聚 氨 酯 的 ．
制备
厂
在 １ ２ １ 制 备 的 预 聚 体 中加 人 计 量 好 的 ． ）
Ｐ Ｍ 一００， Ｄ Ｓ１０ 反应 完成后 扩链 。然 后 ， 反应 温 度 降 将
１ 实 验 部 分
１ １ 主要 原料 ．
聚 四氢 呋 喃二元 醇 （ Ｔ －００ ， Ｐ ＭＧ １０ ） 工业 纯 ， 山西 省 化工 研 究 所 ； 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 （Ｐ Ｉ ， 业 异 ＩＤ ） 工
再加入扩链剂 １４丁二醇（ Ｄ ） 继续反应 １ｈ ， 一 ＢＯ ， 。
至７ Ｏ℃ ， 引入 计 量好 的 Ｈ Ｍ Ｅ Ａ偶联 剂 ， 继续 反应 １ｈ 降温， 。 中和、 乳化后将体系温度升至 ７ ０℃。将 以偶 氮二 异 丁腈 （ ＩＮ） 引发 剂 的 ＩＭ 溶 液 滴 ＡＢ 为 Ａ 人到上述反应体系中，． 一 ． 滴加完毕 ， １５ｈ ２０ｈ 继续
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水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究
水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究
摘要：水性聚氨酯（PU）乳液是一种广泛应用于涂料、胶粘剂、纺织品、皮革等领域的材料。
然而，由于其机械性能、耐久性和稳定性方面的局限性，对PU的改性研究成为目前研究的热点之一。
本文以聚醚型水性PU乳液为基础，通过丙烯酸酯的引入，制备了一种新型的聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液，并对其性能进行了改性研究。
一、引言
水性PU乳液具有优异的物理和化学性能，但其力学性能和耐久性方面还有待改善。
丙烯酸酯（AC）是一种具有良好耐候性和耐磨性的聚合物，将AC引入PU乳液中可以显著改善其力学性能和耐久性。
二、实验方法
1. 制备聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液
通过改变聚醚多元醇/二异氰酸酯（IPDI）的配比、丙烯酸酯的引入量以及反应温度和时间等条件，制备了一系列聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液。
2. 表征方法
使用红外光谱（FTIR）、动态力学热分析（DMA）、扫描电子显微镜（SEM）等技术对制备的复合乳液进行表征。
3. 性能测试
对复合乳液进行力学性能、耐久性和稳定性等性能测试，比较原有PU乳液和复合乳液的差异。
三、结果与讨论
1. FTIR分析结果表明，丙烯酸酯成功引入到PU乳液中。
2. DMA测试结果显示，引入丙烯酸酯后，复合乳液的玻
璃化温度和弹性模量显著提高，表明其力学性能得到了改善。
3. SEM图像显示，复合乳液中的丙烯酸酯形成了均匀分
散的微观颗粒，有助于提高涂膜的物理强度和粘附性能。
4. 力学性能测试结果表明，复合乳液的抗张强度、弹性
模量和断裂伸长率都有明显的增加。
5. 耐久性测试结果表明，复合乳液具有更好的耐候性和
耐磨性。
6. 稳定性测试结果表明，复合乳液具有良好的贮存稳定性，不易发生乳化分离现象。
四、结论
通过将丙烯酸酯引入水性PU乳液中，制备了一种新型的聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液。
通过对其性能进行测试与分析，发现复合乳液具有优异的力学性能、耐久性和稳定性。
因此，该复合乳液在涂料、胶粘剂、纺织品和皮革等领域具有广泛的应用前景
本研究成功制备了一种新型的聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液，并对其进行了性能测试与分析。
结果表明，引入丙烯酸酯后，复合乳液的玻璃化温度和弹性模量显著提高，力学性能得到了改善。
SEM图像显示，丙烯酸酯在复合乳液中形成了均匀分散
的微观颗粒，有助于提高涂膜的物理强度和粘附性能。
力学性能测试结果表明，复合乳液具有更高的抗张强度、弹性模量和断裂伸长率。
耐久性测试结果表明，复合乳液具有更好的耐候性和耐磨性。
稳定性测试结果表明，复合乳液具有良好的贮存稳定性，不易发生乳化分离现象。
综上所述，该聚氨酯-丙烯
酸酯复合乳液具有优异的性能，有着广泛的应用前景，可用于涂料、胶粘剂、纺织品和皮革等领域。