聚氨酯丙烯酸水性木器涂料附着力影响因素的研究
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展丙烯酸酯改性水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane Modified with Acrylic Acid Ester)在近几年中引起了广泛的关注。
它具有优异的性能和广泛的应用领域,是一种有潜力的高性能材料。
本文将对丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展进行综述,从合成方法、性能调控以及应用领域三个方面进行阐述。
一、合成方法丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成方法主要有两种:乳化聚合法和分散聚合法。
乳化聚合法是通过将水溶性聚氨酯与丙烯酸酯在乳化剂存在下进行共聚反应得到。
此方法具有简单、操作方便、反应温度低等优点,合成的产品分散性好、性能稳定。
而分散聚合法则是通过将聚氨酯与丙烯酸酯分散在共溶剂中共同聚合得到。
此方法可控性好,可以通过改变反应条件来调控产品性能。
二、性能调控丙烯酸酯改性水性聚氨酯的性能可以通过改变聚氨酯段的结构以及调整丙烯酸酯的添加量来进行调控。
聚氨酯段的结构对材料的力学性能、热稳定性和抗水性能有着重要影响。
起硬段物中低分子量杂链段的引入可以改善力学性能,增强材料的耐磨性和拉伸强度。
而丙烯酸酯的添加可以改善水性聚氨酯的柔软性、耐磨性和耐化学性能。
此外,可以通过调整反应条件和配比来控制水性聚氨酯的粒径大小,进而调控粒子分散性和粘度。
三、应用领域丙烯酸酯改性水性聚氨酯在涂料、胶黏剂和封堵剂等领域具有重要的应用价值。
在涂料领域,丙烯酸酯改性水性聚氨酯可以用于喷涂涂料、木器涂料和工业涂料等。
它具有优异的附着力、硬度和耐候性,且不含有机溶剂,对环境友好。
在胶黏剂领域,丙烯酸酯改性水性聚氨酯可用于水性胶黏剂、纸张粘合剂和电子封装材料等。
它具有良好的粘接性能、拉伸强度和抗黏性,可满足不同应用场景的需求。
在封堵剂领域,丙烯酸酯改性水性聚氨酯可用于混凝土修补、管道封堵和地下工程封堵等。
它具有优异的粘接性能、流变性能和耐水性能,可在复杂的工程环境下有效封堵。
综上所述,丙烯酸酯改性水性聚氨酯在合成方法、性能调控和应用领域等方面取得了一定的研究进展。
UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯木器涂料的研究
第4 3卷第 8 期 2 0 1 3年 8月
涂 料 工 业
P AI N T&C OAT I NG S I ND US T RY
Vo 1 . 4 3 No . 8
Aug .2 01 3
U V 固化 水 性 聚 氨 酯 丙烯 酸酯 木 器 涂 料 的研 究
刘 楠, 梁 亮 , 罗思远 , 黄 志辉 , 郭 婧 ( 广 东工业大学轻 工化 工学院 , 广州 5 1 0 0 0 6 )
产 板材 的涂饰 。
关键 词 : u V固化 ;水性 木器 涂料 ;聚氨酯丙 烯酸 酯
中图分 类号 : T Q 6 3 7 . 8 3 文献标 识码 : A 文章 编号 : 0 2 5 3— 4 3 1 2 ( 2 0 1 3 ) 0 8— 0 0 6 0一 O 5
S t u d y o n UV — Cu r a b l e W a t e r b o r n e Po l y u r e t h a n e Ac r y l a t e Wo o d Co a t i n g s
L i u Na n,L i a n g L i a n g,L u o S i y u a n,Hu a n g Z h i h u i , Gu o J i n g
( F a c u l t y o f C h e m i c a l T e c h n o l o g y a n d L i g h t I n d u s t r y , G u a n g d o n g U n i v e r s i t y f o T e c h n o l o g y , G u a n g z h o u 5 1 0 0 0 6, C h i n a )
推动中国涂料科技进步10大优秀国际企业介绍
[ 2】 D L E H M C,C U HO FM .Wa  ̄o no i plue EPC O  ̄N B t meainc o r— e y tae n 0 (uehn —ue)S i uneo eca x ne h sadpl rtae ra :n ec fh hi et dr n y l f t n e
t n a d d ee ti o s n n p ril i e o o y r t a e d s e - i o n il crc c n t to a t e sz fp lu e h n ip r a c
s n[ ] olisadSr csA:P yiohmcl n nier i sJ .C l d n uf e o o a h s ce ia adE g e- c n
从表 2中可以看 出 , 随着成 膜温度 的上 升 , 涂膜 剥落率下 降, 涂膜对木材 的附着力增强 。这是 因为成 膜温度升 高 , 加 增 聚合物链 的运动 , 减小涂膜的 内应力 , 使其 能较好地成膜 。另 外温度升高 , 加速聚合物链段的交联 , 提高涂膜交联 密度和涂
膜 对 基 材 的渗 透 , 而 涂 膜 附 着 力 增 强 , 温 度 过 高 , 膜 容 从 但 涂 易 出现 变 黄 、 泡 等 不 良现 象 , 以成 膜 温 度 也 不 宜 过 高 。 起 所
[ ] B K E .D vlp etada pi t npo e i cyi a d 7 A K R F eeom n n pl a o rpre o arl n ci t sf c ue aedses n J .P it o me n oorJun ,19 , rt n i ro [ ] a l rad C l ora 9 2 h p i nP y u l
涂料的附着力与基材影响研究探讨
涂料的附着力与基材影响研究探讨在我们的日常生活和工业生产中,涂料的应用无处不在。
从家居装饰的墙面漆到汽车制造中的防锈涂层,从船舶的防腐漆到电子产品的外观漆,涂料不仅赋予了物体美观的外观,更重要的是提供了保护功能。
而涂料能否有效地发挥其作用,很大程度上取决于其在基材上的附着力。
涂料的附着力,简单来说,就是涂料与基材之间相互结合的能力。
如果涂料的附着力不佳,就可能出现剥落、起皮、起泡等问题,不仅影响美观,还会降低保护效果。
因此,深入研究涂料的附着力与基材的影响关系,对于提高涂料的质量和应用效果具有重要的意义。
一、涂料附着力的基本原理涂料与基材之间的附着力主要源于物理和化学两种作用。
物理作用包括机械嵌合、范德华力和氢键等。
机械嵌合就像是把涂料“镶嵌”在基材表面的微小孔隙和凹凸不平处,增加了两者的接触面积和摩擦力,从而提高了附着力。
范德华力和氢键虽然相对较弱,但在微观层面上也能对附着力产生一定的贡献。
化学作用则更为关键,包括化学键合和酸碱相互作用等。
当涂料中的某些成分与基材表面发生化学反应,形成化学键时,会产生很强的结合力。
例如,一些涂料中的活性基团可以与金属基材表面的氧化层发生反应,形成稳定的化学键,从而大大提高附着力。
二、影响涂料附着力的因素1、基材的表面性质基材的表面粗糙度:基材表面过于光滑时,涂料与基材之间的接触面积较小,不利于形成良好的附着力;而表面过于粗糙则可能导致涂料分布不均匀,也会影响附着力。
适当的粗糙度可以提供更多的机械嵌合点,有利于提高附着力。
基材的清洁度:基材表面的污垢、油脂、灰尘等污染物会阻碍涂料与基材的直接接触,降低附着力。
因此,在涂装前必须对基材进行彻底的清洁处理。
基材的化学组成:不同的基材具有不同的化学组成,其表面的活性基团和化学性质也各不相同。
例如,金属基材与塑料基材的表面性质差异很大,对涂料的附着力也会产生不同的影响。
2、涂料的性质涂料的粘度:粘度较高的涂料在施工时不易流平,可能导致涂层不均匀,影响附着力;而粘度太低则可能无法在基材表面形成足够厚的涂层,也不利于附着力的提高。
影响UV固化聚酯型水性聚氨酯-丙烯酸酯涂层性能的因素
0 引 言
紫外光 (UV)固化 涂料 以其 能耗 低 、固化 速度 快 、生产 效 率高 、涂层性能优异等特点 ,近 20多年 来得到 了高速 发展 ,广 泛应用于纸 、塑料 、玻璃 、木材和金属等基材上 [ 1] 。
UV固化涂 料一 般由反 应性 低聚 物 、光引 发剂 、活 性稀 释 剂和助剂 组成 。 UV固 化涂 料 预聚 物 的黏 度 比较 大 ,难 于 涂 布 ,通常需加入大 量的活 性稀 释剂来 调 节黏度 。活性 稀释 剂 具有强烈的气味 ,对眼睛和黏膜有 较强的刺激 作用 ,同时 许多 活性稀释剂在 UV固化过程中难以反应完全 ,残 留的 活性稀释 剂对产品的安全 卫生 和长 期性能造成 不良影响 。基于环 境保 护和安全卫生方 面考 虑 ,UV固化水性 涂料已成 为目前国 内外 一个重要的研究 方向 ,用水作为稀 释剂 ,无毒 、无气味 ,对 皮肤 没有刺激性 ,结合了光固化和水性 体系的优点 ,具 有很好 的发 展前景 [ 2] 。聚氨酯 - 丙烯酸酯 ( PUA) 类涂料 兼具聚氨酯 的高 耐擦伤性 、硬度 、撕裂强度 、优良的耐低 温性 ,以及 聚丙烯 酸酯 优异的光学性能 和耐 候性 [3 ] 。本研 究合成了 一系列 UV 固化 聚酯型水性 聚氨 酯 - 丙 烯 酸酯 乳液 ,研究 了 光 引发 剂 用量 、 n( —NCO) ∶n ( —OH)对固化涂层性能的影响 。
将加入光引发剂的水性聚氨酯 - 丙烯酸酯 乳液流 延在平
置的模板上 ,室温 下放 置一段时间后 ,放在紫外 光灯管 下照射
一定时间 ,待 固化 成膜 后 ,将其剥 下烘 干 ,称质 量后 在丙 酮中
浸泡并不断搅拌 48 h,然后经过滤 、烘干至 恒质量后再 称量膜
质量 ,并按式 ( 2)计 算出 凝胶含量 :
涂料附着力的影响因素研究
涂料附着力的影响因素研究在涂料的应用中,附着力是一个至关重要的性能指标。
涂料能否牢固地附着在被涂覆的表面,直接关系到涂层的质量、耐久性和防护效果。
为了获得理想的涂料附着力,我们有必要深入研究影响其的各种因素。
一、涂料本身的性质1、树脂类型不同类型的树脂具有不同的附着力性能。
例如,环氧树脂通常具有出色的附着力,因为其分子结构中含有极性基团,能够与底材形成较强的化学键合。
而丙烯酸树脂的附着力则相对较弱,但其具有良好的耐候性和光泽度。
2、颜料和填料颜料和填料的种类、粒径和含量都会对涂料的附着力产生影响。
一些颜料和填料可能会与树脂发生化学反应,影响树脂的交联密度,从而改变附着力。
此外,颜料和填料的分散性也很重要,如果分散不均匀,可能会导致涂层出现缺陷,降低附着力。
3、溶剂溶剂的选择会影响涂料的干燥速度和流平性,进而影响附着力。
如果溶剂挥发过快,涂料可能来不及充分润湿底材,导致附着力下降。
反之,如果溶剂挥发过慢,可能会在涂层中残留,影响涂层的性能。
二、底材的表面特性1、表面清洁度底材表面的清洁程度对涂料附着力有显著影响。
如果表面存在油污、灰尘、锈迹等污染物,会阻碍涂料与底材的接触,降低附着力。
因此,在涂覆之前,必须对底材进行彻底的清洁处理。
2、表面粗糙度适当的表面粗糙度可以增加涂料与底材的接触面积,从而提高附着力。
但如果粗糙度过大,可能会导致涂层不均匀,出现空隙和缺陷,反而降低附着力。
3、底材材质不同的底材材质具有不同的表面能和化学活性,对涂料的附着力也会产生不同的影响。
例如,金属表面通常需要进行特殊的预处理,如磷化、钝化等,以提高涂料的附着力。
而塑料表面则需要进行火焰处理或电晕处理,增加表面极性。
三、施工工艺1、涂装方法常见的涂装方法包括刷涂、喷涂、滚涂等。
不同的涂装方法会影响涂料在底材上的分布和流平性,从而影响附着力。
例如,喷涂可以使涂料更均匀地覆盖底材,但如果喷涂参数设置不当,可能会导致涂料雾化不良,影响附着力。
水性聚氨酯粘接性能的影响因素及研究进展
构, 使 大分 子 的 内聚力 获 得相应 的提高 , 从 而 使得粘 接 强度 提 高 。
离强度先增加达到最大值之后 , 随D M P A含量 的增
们使 整 个 WP U大分子具有强极性 , 能 与 含 有 活 泼 氢 的材 料形 成 优 良 的化 学 粘 结 力 j 。另 外 , 分 子
链段 中的极性基 团与被粘材料之间产生的氢键作用 还能够使粘接更加牢 固。研究发现 ] , 适 当地增加
极性 基 团 ( 氨酯键 、 脲键、 离子键 等 ) , 可 以提 高 WP U
1 . 2 调 节 R 值
WP U 的粘 接 性 能 依 赖 于 其 分 子 链 中含 有 极 性
强、 化 学活 泼性 高 的 氨酯 基 、 脲键 和酯 键 等基 团 , 它
李 延科 与 司 小燕 , 等 。 。 分 别 以聚 醚 多元 醇 和 T D I 为 主 要 原 料 合 成 了 WP U乳 液 , 研 究 了 尺 值 ( n N c o / n 。 比值 ) 对 粘 接 性 能 的 影 响 。研 究 结 果 表 明, 剥离 强度 随着 尺值 的增 大逐 渐增 大 , 之 后 略 有 下 降 。因为 R值 增 大 , N C O 含量 增 加 , 极 性 基 团如
氨基 甲酸酯 、 脲基等的含量增大 , 与金属表面以各种 化学 键或 次价 键 作 用 的粘 接 力 增 强 , T剥 离 强 度 增 加; 但N C O含量过高, 极性基 团含量太 多会约束聚 合物链段的活动和扩散力 , 从而降低粘接力 , 导致剥 离强度下降。 1 . 3 提 高亲水 扩链 剂 的含量
2 0 1 3年第 2 8卷 第 1 期
2 0 1 3 . Vo 1 . 2 8 No . 1
丙烯酸聚氨酯漆指标
丙烯酸聚氨酯漆指标1.粘度:丙烯酸聚氨酯漆在使用前需要检查其粘度。
粘度是指涂料流动的阻力,通常用来衡量涂料的稠度和黏度。
粘度的适宜范围可以保证漆膜的涂抹均匀,同时也能影响涂膜的成膜速度和厚度。
2.固体含量:固体含量是指漆膜中固体颗粒所占的比例。
固体含量的高低将直接影响涂层的干燥时间和涂膜的光泽度。
高固体含量的丙烯酸聚氨酯漆可以通过减少溶剂的使用量来实现对环境的保护,并且有利于提高涂膜的硬度和耐磨性。
3.干燥时间:干燥时间是指涂层从涂抹到完全干燥所需要的时间。
丙烯酸聚氨酯漆具有较快的干燥速度,可以在几小时内干燥,便于施工和提高工作效率。
4.硬度:硬度是指漆膜对物体表面硬度的度量。
丙烯酸聚氨酯漆具有较高的硬度,可以在大气和化学环境下保持漆膜的完整性,减少划痕和损坏。
5.耐候性:耐候性是指漆膜在风雨日晒和极端温度条件下的保持能力。
丙烯酸聚氨酯漆具有良好的耐候性,可以在户外环境中长时间使用而不褪色或损坏。
6.耐化学品腐蚀性:耐化学品腐蚀性是指漆膜对酸碱物质和其他化学物质的抵抗能力。
丙烯酸聚氨酯漆具有良好的耐腐蚀性,可以在酸雨和化学风化的环境中保持涂层的稳定性。
7.附着力:附着力是指漆膜与涂抹物体之间的结合强度。
丙烯酸聚氨酯漆具有良好的附着力,可以牢固地附着在各种材料的表面,提供长久的保护。
总之,丙烯酸聚氨酯漆作为一种常见的涂料材料,其指标包括粘度、固体含量、干燥时间、硬度、耐候性、耐化学品腐蚀性和附着力等。
这些指标不仅对涂料的性能有直接影响,也对使用者提供了重要的参考和指导。
在选择和使用丙烯酸聚氨酯漆时,可根据具体需求和要求来判断指标的适宜范围,并综合考虑各项指标的优先级。
影响水性涂料漆膜附着力的因素与漆膜附着机理
影响水性涂料漆膜附着力的因素与漆膜附着机理附着力, 涂料, 机理, 配方, 漆膜正确掌握水性涂料漆膜附着力是水性漆配方的基础。
本文摘自清华大学材料系博士,华润涂料水性涂料高级研发主管陈小文的论文“影响水性玻璃涂料漆膜附着力的因素与漆膜附着机理”。
文章探讨了涂料配方、涂装施工工艺与漆膜养护环境等因素对漆膜附着力的影响,并从漆膜的附着类型与附着性、漆膜与被涂表面的极性、漆膜的内聚力与热膨胀系数、漆液对基材的润湿性等方面,分析了漆膜附着的内在机理。
此文着重的是水性玻璃漆,但其中对漆膜附着机理的讨论对其他水性漆,包括水性木器漆,水性塑胶漆和水性金属漆的配方都有很好的借鉴性。
漆膜在基材上的附着类型与附着性漆膜在基材上的附着分为机械附着和化学附着2种类型。
机械附着取决于被涂板材的性质(粗糙度,多孔性)以及所形成的漆膜强度;化学附着是指漆膜和板材界面处漆膜分子和板材分子的相互吸引力,它取决于漆膜和板材的理化性质。
2种类型相比,通常认为化学附着的说法更切合实际,是最主要的漆膜附着类型。
考察漆膜对被涂物体表面的附着性,需要关注3个方面的问题:1.液态成膜物质对板材的润湿程度;2.基材表面上定向吸附层的形成;3.成膜物与基材界面形成双电子层。
漆膜的附着性取决于成膜物质中聚合物(或分子量更低的预聚物)的极性基,如-OH、-COOH,与被涂物表面的极性基之间的相互结合。
为了使这种极性基良好结合,要求聚合物分子具有一定的流动性,让聚合物分子更好地湿润基材表面,使聚合物的极性基接近于被涂表面的极性基;当两者分子之间的距离变得非常小时(达到1A以内),极性基之间由于范德华力、化学亲和力、氢键等内聚力的综合作用达到附着平衡。
漆膜与被涂表面的极性从分子结构、分子的极性及分子相互作用力的观点来看,漆膜的附着力产生于涂料中聚合物分子的极性基定向,及其与被涂物表面极性分子的极性基之间的相互吸引力。
只有两者之间极性基相适应,才能得到附着力好的漆膜;反之,极性好的涂料涂在非极性的板材上,或者非极性涂料涂在极性的板材上,都不会得到附着力良好的漆膜。
高性能水性聚氨酯涂料研究进展
高性能水性聚氨酯涂料研究进展摘要:随着环保法规日益严格,水性聚氨酯涂料的应用越来越广,高性能水性聚氨酯涂料成为研究热点。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向,并对高性能水性聚氨酯涂料未来的应用前景进行了展望。
关键词:高性能;水性聚氨酯涂料一、引言聚氨酯涂料是指以聚氨酯树脂作为主要成膜物质,在配以颜料、溶剂、催化剂、及其它辅助材料等所组成的涂料。
聚氨酯涂料具有较强的耐磨性、优良的附着力、优良的耐油、耐酸碱、耐水以及耐化学药品等耐腐蚀性能,因而广泛地应用于车辆、船舶、航空、电子、建筑、桥梁、机床、木器及室内装潢等领域的装饰和保护中。
聚氨酯涂料种类繁多,其中按分散介质或其形态分为溶剂型、无溶剂型、高固体性、水分散型、粉末涂料型等。
近年来,随着人们环保理念的增强和环保法规的日益严格,聚氨酯涂料市场也以绿色环保为发展方向,各种环保型涂料被相继开发并广泛应用。
到2025年,涂料行业总产量预计增长到3000万吨左右,其中环境友好型涂料品种将占涂料总产量的70%。
环保聚氨酯涂料中,水性聚氨酯涂料是是目前综合性能最好的防水涂料之一,具有成膜性好、延伸率大、粘结力强、耐油耐酸碱化学品和装饰性好等优良性能。
但是,水性聚氨酯涂料在成本、耐水性、与基材润湿性、施工与应用性能方面也存在许多缺点。
随着生活生产中对水性聚氨酯(WPU)涂料性能方面要求的提高,寻求高性能的水性聚氨酯涂料越来越受到广泛关注。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向,并对未来的应用前景进行了展望。
二、高性能水性聚氨酯涂料研究进展目前,高性能水性聚氨酯涂料的研究主要集中在以下两个方向。
一是利用聚氨酯分子的可设计性,在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构,如含氟、含硅聚合物链,使涂膜具有更多的功能性,如优异的表面性能、耐高温性、耐水性和耐候性等;二是引入各种纳米粒子,增强复合涂料的性能。
具体研究情况如下。
2.1.1 有机硅改性水性聚氨酯涂料有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能,因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
探析水性聚氨酯材料性能的影响因素及改性
探析水性聚氨酯材料性能的影响因素及改性作者:戴淄岳刁春莉来源:《中国化工贸易·中旬刊》2018年第11期摘要:聚氨酯主要是指分子主链上包含很多氨基甲酸酯基团的高分子聚合物。
聚氨酯链段结构是最具有代表性的多嵌段共聚物结构,硬段与软段相互交替出现。
而水性聚氨酯材料是一种常见的材料,其性能较多,质量可靠,广泛应用于某些特殊的行业,比如:航天行业、工业等等。
本文主要分析了水性聚氨酯材料性能的影响因素及改性,以供大家参考。
关键词:水性聚氨酯材料;性能;影响因素;改性聚氨酯弹性体是一种具有鲜明特征、性能良好的热塑性树脂,水性聚氨酯材料只是作为其中的一种类型,虽然起步时间晚,但是发展速度快,综合性能显著提升,现阶段已經语句溶剂型类似的品质。
溶剂型聚氨酯材料在施胶中经常需要添加许多有机溶剂以减少粘度,以便于使用。
有机溶剂具有易燃、易爆等特征。
多年来,随着各个国家环保法对VOC含量的限制及人们节能环保意识的加强,水性聚氨酯材料得以快速发展,通过合理利用改性手段提升其使用性能,成为目前聚氨酯树脂的主要发展趋势之一。
1 水性聚氨酯合成方式对性能产生的影响水性聚氨酯材料的制备方式可以分为两种,一是外乳化法,二是内乳化法。
后者需要增添外加乳化剂强制乳化,乳液稳定性相对较差,而且小分子乳化剂残留会直接影响聚氨酯质量。
[1]当前,应用最普遍的方法是内乳化法,即在聚氨酯分子链段中融入亲水性成分,不需要添加乳化剂就可以形成稳定乳液的方式。
可用于聚氨酯水性化的亲水集团可以分为三大类,分别是非离子型、阳离子型和阴离子型,其在产物性能上存在一定的差异。
通常,阴离子型有两类,分别是磺酸型和羧酸型。
前者可以使用二羟甲基丙酸进行制备,其特征是分子量较小,而且因为位阻作用大多数羧基都能够保留,所以具有相当高的乳化效率。
后者,主要依靠融入SO3-Na+基团来获取亲水性,成品的耐水性能超出羧酸型,但是我国几乎不会采用。
由于DMPA制备具有良好的水性聚氨酯性能,应用也是最普遍的。
影响聚氨酯水性玻璃漆附着力因素的探讨
(. 南工业大学包装与印刷 学院 株洲 42 0 ) 2 广东华润涂料有限公司 顺德 580 ) 1湖 10 8 ( . 23 6 摘 要: 绍了以丙烯酸改性聚氨酯分散体 为成膜物质制备水性玻璃漆的配方, 介 探讨 了基材润湿
剂、 附着力促进剂等组分的类型和用量、 施工工艺和养护环境等因素对漆膜 附着力的影响。结果表 明, 当基材润湿剂 14 0 E质量分数 为 0 8 , . % 附着力促 进剂 S - i 3的质量分数 为 15 , O . % 施工温度 2 2 ℃, 5~ 8 相对湿度 6 % ~ 5 , 5 7 % 干燥 7d , 后 漆膜的附着力达到 1 级。 关键词: 聚氨酯; 水性玻璃漆; 附着力
差, 漆液存在着起渣 、 结皮或严 重增稠 等现象。
从表 2可知 , 漆膜 附着力改善最大的是 S - 对 i O 3 其次是 S 一; , i 2 对这 2种助剂而言, O 随着添加量 的 不断提高 , 漆膜附着力不断增强 ; 添加 S - 对漆膜 i4 O 附着力 的提高也有一定 的帮助 , 要防止该类助剂 但 所带来的漆液增稠现象。S 一 i 1与漆液 的相容性较 O
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聚
・
氨
酯
工
业
20 年 第 2 卷 第 6期 06 1
2 0 . 1 2 . 0 6 Vo . 1 No 6
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P YUR THANE I OL E NDUS RY T
影 响 聚氨 酯 水 性 玻璃 漆 附着 力 因素 的探 讨
作为一种功能性 、 环保型水性涂料 , 水性玻璃漆
特别是水 l彩色玻璃漆具有装饰效果 明显 、 生 漆膜色
东华润涂料有限公司 ; 基材润湿剂 14 , 0 E 工业品 , 美 国气体化 工产品有 限公 司; 泡剂 B K04 工业 肖 Y- , 2 品 , 国毕克化学公司 ; 德 成膜助剂 T xo, enl工业品 , 日 本协和公司; 增稠剂 S .1 , N62 工业 品, 本诺谱科助 日 剂有限公司; 附着力促进剂 ,- 氨丙基三乙氧基硅烷 ( i-) ( , . 氧 丙 氧 ) 基 三 甲氧基 硅 烷 S 1 、 2 3环 O - 丙 (i-) -2 3环 氧 丙 氧 ) 基 三 甲氧基 硅 烷 S 2 、 ( ,- O 丙 ( i-) ( S 3 、 - 甲基丙 烯 酰 氧 ) 基 三 甲氧基 硅 烷 O 丙
交联剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯木器涂料性能研究
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J n eg S e ufn ,Q iqn , h nH aqn i gF n , h nH i g uJ ig C e u n i a a n
( colfC e ir n hmcl n ie i , ot C i nvrt o e nl y Sho hms ya dC e i gne n S u hn U i syf Tc oo , o t aE rg h a e i h g G a gh u G a g og5 0 4 ,C i ) un zo , u n dn 160 hn a
o edi c a a (P I ,ple e o o,dm ty lpo inc ai D P ad m ty m tarl e n i oyn t ID ) o t rp l l i ehl rpo i c s e yh y o d( M A) n ehl ehcya t ( MMA) t.b h to fcr ,e c yteme d o oe—se m l o o me zt n hc a sd t frtl e te h hl e us n p l r ai ,w i w sue o onua h l i y i o h t
不 好 , E一 0对漆膜各方 面性 能有显著提高 。用 5 ~ %E一 0改性的涂料性能能满足木器涂料 的要求 。 而 2 % 8 2
关键 词 : 水性 聚氨酯 一丙烯酸酯 ; 内交联剂 ; 改性 ; 木器涂料 ; 能 性
影响聚氨酯_丙烯酸酯复合乳液性能的因素
第56卷 第9期 化 工 学 报 Vol 156 No 19 2005年9月 Journal of Chemical Industry and Engineering (China ) September 2005研究论文影响聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液性能的因素张 辉,沈慧芳,张心亚,黄 洪,陈焕钦(华南理工大学化工与能源学院,广东广州510640)摘要:丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液性能优异、用途广泛,是当前涂料工业研究的一个热点.采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯(PU )预聚物,然后加入引发剂和甲基丙烯酸甲酯(MMA ),通过自由基乳液聚合得到聚氨酯2丙烯酸酯(PUA )复合乳液,并通过傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、粒径分析仪等对其进行表征.研究了NCO/O H 比值、二羟甲基丙酸(DMPA )含量、MMA 含量及三乙胺与DMPA 的摩尔比值对PUA 乳液性能及外观的影响.发现当NCO/O H =113~114,—COO H 含量为216%左右,MMA 含量为20%~30%,三乙胺与DMPA 的摩尔比值为90%~100%时,所得PUA 乳液综合性能较好.关键词:聚氨酯;丙烯酸酯;乳液;性能中图分类号:TQ 630 文献标识码:A 文章编号:0438-1157(2005)09-1777-06Factors affecting p erformance of polyurethane 2acrylate hybrid emulsionZH ANG Hui ,SHE N Huifang ,ZH ANG X inya ,H UANG H ong ,CHE N Huanqin(School of Chemical and Energy Engineering ,S outh China Universit y of Technology ,Guangz hou 510640,Guang dong ,China )Abstract :Because of t he excellent properties and wide application ,t he water borne polyuret hane emulsion modified by acrylate has become t he research hot spot in coating indust ries.First ,t he water borne polyuret hane p repolymer (PU )was prepared wit h t he met hod of emulsion polymerization i n sit u ,t hen t hrough t he free 2radical emulsion polymerization ,polyuret hane 2acrylate (PUA )hybrid emulsion was synt hesized by adding initiator and met hyl met hacrylate (MMA ).The hybrid emulsion was characterized by F T 2IR ,gel permeation chromatograp hy (GPC )and Malvern particle size analyzer.Such factors as :NCO/O H ratio ,t he amount s of dimet hylol propionic acid (DM PA )and met hyl met hacrylate ,and t riet hylamine (TEA )/DM PA mole ratio ,which affected t he properties and appearance of t he PUA emulsion were discussed.Prepared wit h t he technology parameters 113—114of NCO/O H ratio ,about 216%of —COO H content ,20%—30%of MMA content ,and 90%—100%of mole ratio of TEA/DM PA ,t he PUA emulsion showed good overall properties.Key words :polyuret hane ;acrylate ;emulsion ;p roperty 2004-08-02收到初稿,2004-10-15收到修改稿.联系人及第一作者:张辉(1979—),男,硕士研究生. 引 言水性聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液(PUA )具有硬度高、耐磨性好、耐化学品、耐候性好以及不燃、无毒、不污染环境、用途广泛等优点,被誉为“第三代水性聚氨酯”,成为目前涂料工业研究的热 Received date :2004-08-02.Corresponding author :ZHAN G Hui.E -mail :maica @tom 1com点之一[1~5].本文采用原位乳液聚合法制备PUA 复合乳液[6],并研究了NCO/O H 比值、二羟甲基丙酸(DM PA)含量、中和度等对PUA乳液性能及外观的影响,确定了较佳工艺参数,为合成高性能的PUA提供了理论指导.1 实验部分111 原料甲苯二异氰酸酯(TDI-80),工业品,日本三菱公司;聚醚二元醇(N210),数均相对分子质量M n=1000,南京金钟山化工有限公司;1,42丁二醇(BD),工业品,广州石油化工总厂;二羟甲基丙酸(DM PA),工业品,瑞典Perstor公司;甲基丙烯酸甲酯(MMA),工业品,广州超云化学工业有限公司;N2甲基吡咯烷酮(NM P)、丙酮、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)为分析纯,使用前用4A分子筛干燥处理;去离子水;偶氮二异丁腈(A IBN),工业品,广州化学试剂厂.112 聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液的合成将N210在120℃,真空下减压脱水1h备用.把脱水的N210和TDI加入到装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中,在80℃反应115h,然后降温至75℃以下,均匀滴加BD的丙酮溶液,015h内滴完,并保温1h,然后加入DMPA的NM P溶液,在75℃下保温5h,其间视黏度大小添加丙酮,最后冷却至40℃以下,加TEA中和,在高速剪切下加水乳化得PU预聚物.将上述制备的PU预聚物在70℃下保温015 h,在3h内均匀滴加MMA及A IBN的丙酮溶液,滴完保温1h,抽真空脱除丙酮,得PUA乳液. 113 乳液的成膜11311 A种涂膜 将乳液均匀涂刷在玻璃板上,室温下放置7d,自然干燥成膜.11312 B种涂膜 将乳液均匀倒入聚四氟乙烯试板上,室温干燥24h后,在50℃恒温干燥箱内干燥48h.待冷却后,将膜取下,放入干燥箱备用. 114 分析与测试11411 硬度测试 根据《G B/T6739—1996涂膜铅笔硬度测定法》测试硬度.11412 涂膜力学性能的测定 用5566型台式电子万能试验机测试涂膜的拉伸强度和断裂伸长率. 11413 耐水性测试 参照《G B/T9274—1988色漆和清漆耐液体介质的测定》中的点滴法,将A 种涂膜试板置于水平位置,在涂膜上滴加室温蒸馏水或沸水数滴,观察是否有失光、变白、起泡、起皱、脱落等现象.11414 吸水率测定 将B种涂膜裁成30mm×30mm大小,在25℃下浸入蒸馏水中,72h后观察其浸入前后质量变化.吸水率计算公式为ω=m2-m1m1×100%式中 ω为吸水率;m1和m2分别为浸入前后涂膜的质量.11415 黏度测定 用Brookfield DV2Ⅱ+型旋转黏度计测定黏度,转速75r・min-1,根据黏度大小调节转子大小,使黏度值在标准误差范围之内. 11416 粒度测定 PUA乳液粒径测量采用Malvern粒度仪,25℃下进行测定.11417 NCO基含量的测定 按照《H G/T2409—1992》中规定的方法进行测定.11418 结构表征 分析PUA前,将其进行纯化处理(先用乙醚抽提出PU,再用丙酮分离出PA),得纯PUA接枝共聚物.树脂结构应用傅里叶红外光谱仪(Perkin2Elmer spect rum22000, K Br压片)分析,测定范围400~4000cm-1. 11419 分子量测定 首先将样品进行纯化处理,得纯PUA接枝物.树脂分子量应用凝胶渗透色谱仪(Hewlett Packard1100)测定,分离柱为3根串PL GEL10μm MIXED3B交联聚苯乙烯柱;流动相为四氢呋喃(T HF),流速为110ml・min-1;标样为单分散聚苯乙烯;检测器为H P1047A示差折光检测器.2 结果与讨论211 NCO/OH比值的影响NCO/O H比值有初摩尔比和总摩尔比之分.本研究中,含—O H的物质有N210、BD和DM PA,NCO/O H初摩尔比指TDI的—NCO基与N210的—O H的摩尔比,NCO/O H总摩尔比指TDI的—NCO基与N210、BD和DM PA三者所含的—O H的摩尔比.21111 NCO/O H初摩尔比的影响 NCO/O H初摩尔比反映PU软硬段比例.由表1可知,随着NCO/O H初摩尔比的增加,PU分散液和PUA复合乳液的外观都变差,这是由于初聚物分散性下降,使分散液及复合乳液胶粒粒径变大所致.因为・8771・化 工 学 报 第56卷 随着NCO/O H 初摩尔比的增大,N210用量减少,为了维持体系的NCO/O H 总摩尔比不变,必须增大小分子二元醇BD 的用量,这引起预聚物分子结构不均,更多的预聚物分子链上不含有聚醚软链段,因此在水分散时,形成的胶粒粒径分布变宽,大胶粒增多使其外观变差.从表1以及图1、图2可以看出,随着NCO/O H 初摩尔比的提高,PUA 复合乳液涂膜的硬度、拉伸强度增大,而断裂伸长率减小.这与聚合物分子的微相结构有关.聚合物分子链段中,硬段晶区提供材料的硬度强度,而软段非晶区提供材料的柔软弹性.在一定的MMA 量下,当NCO/O H 初摩尔比提高时,分子链中硬段晶区的比例增大,氢键作用进一步增强,软段非晶区的比例减小,故涂膜的硬度、拉伸强度增大,而断裂伸长率减小.为了使乳液外观好,同时又具有较高的硬度和机械强度,NCO/O H 初摩尔比控制在619~714比较适宜.T able 1 E ffect of original mole ratio of NCO/OHon properties of PUANCO /O H Content of hardness segment/%Appearance of PUAppearance of PUA Hardness6145217transparent light red transparent 2B 6195416bluish transparent buff translucent HB 7145613bluish translucent buff translucent H 8105812milky cloudy 2H8155917many depositsagglomeration—Fig 11 Effect of original mole ratio of NCO/O H on tensile strengthFig 12 Effect of original mole ratio of NCO/O H on extensibility21112 NCO/O H 总摩尔比的影响 NCO/O H 总摩尔比既反映预聚过程—NCO 基反应的程度,决定预聚终点时的—NCO 基浓度值,又对预聚物分子量大小起着决定性的作用.表2综合考察了NCO/O H 总摩尔比对乳液性能的影响.T able 2 E ffect of total mole ratio of NCO/OH on properties of PUANCO/O H Residualquantity of NCO /%(mass )M n ①×10-6/g ・mol -1Surface drying time/minAppearanceStorage stabilityHardnessWater absoption /%G loss (60)/%Average particle size of volume/nm1123141217231cloudy 10days has deposit s B 121121431260151135100214335bluish translucent no depositHB 91951461568191146137213039bluish transparent no deposit HB 81871491880121157179212143cloudy10days has deposit sH 81111521110517 ①M n —average molecular mass of PU prepolymer.・9771・ 第9期 张辉等:影响聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液性能的因素 表2表明,NCO/O H总摩尔比增大时,PU 预聚物中残留的NCO基含量增大,而PU预聚物的分子量减小.由于NCO/O H总摩尔比大于1时,NCO基相对O H过量,总摩尔比越大,相对过量越多,故残留的NCO基含量越大.当NCO/ O H总摩尔比等于1时,理论上聚合反应将无限进行下去,PU预聚物的理论分子量为无穷大,所以当NCO/O H总摩尔比越接近1时,PU预聚物的分子量也越大,当总摩尔比增大时,分子量则减小.从表2还可以看出,随NCO/O H总摩尔比的增大,涂膜表干时间延长,硬度增大,吸水率降低,乳液粒径增大.由于聚氨酯是一种软段和硬段的嵌段共聚物,软段由聚醚多元醇组成,硬段由异氰酸酯和扩链剂组成.所以NCO/O H比值的增大,会使硬段比例以及链段中疏水性的苯环、脲键等含量增大(在保持亲水基团—COO H含量不变的情况下),从而使涂膜的硬度增大,吸水率降低.但过多的NCO基在乳化阶段会跟水反应生成脲键,脲键链段疏水性强,致使形成的乳胶粒径变大,乳液外观变差,而且还增加涂料成本,故NCO/O H总摩尔比控制在113~114比较适宜.212 二羟甲基丙酸(DM PA)含量的影响含—COO H基团的DM PA作为亲水扩链剂,通过它在PU分子中引入离子基团使其获得亲水性.—COO H含量对乳液外观、胶粒大小、稳定性、黏度以及涂膜耐水性等都有显著影响.从表3可以看出随着—COO H含量的增大,乳液外观逐渐变好,稳定性和吸水率提高,而耐水性降低.因为聚氨酯结构中羧基被胺中和成盐后形成亲水基团,它可使聚氨酯均匀分散在水中,并增加乳液的稳定性.因此随着—COO H含量的增大,聚氨酯链段上的离子基团增多,亲水性增大,吸水率变大.同时DM PA引入的亲水基团有很强的极性,很容易与水形成氢键,而发生溶胀,导致耐水性变差.从图3可以看出随着—COO H含量的增大,乳液黏度增大.这是因为—COO H含量增大,导致中和后的离子基团增多,离子电荷数量增加,双电层厚度增大,分散离子的有效体积增大,被吸附的水合层量增多,因此复合乳液胶粒与水之间的亲和力T able3 E ffect of DMPA content on properties of PUA—COO H/%(mass)AppearanceStoragestabilityWaterabsorption/%Waterresistance214cloudy a fewdeposit s7110slightlyhazy 215bufftranslucenta fewdeposit s7196slightlyhazy 216bufftransparentnodeposit8168slightlyswelled 217bufftransparentnodeposit9152swelledFig13 Effect of—COO H content onviscosity of PUA emulsion增强,使得体系黏度上升.综合各项因素,适宜的—COO H含量为216%左右.213 三乙胺与DMPA的摩尔比的影响三乙胺与DM PA的摩尔比对乳液性能的影响结果列于表4.T able4 E ffect of mole ratio of TEA/DMPAon properties of PUATEA/DMPA AppearanceStoragestabilityWaterresistance 80cloudy30days hasdeposit snochange 90slightlytransparent30days nodepositslightlyhazy100slightlytransparent30days nodepositswelled 110jel——从表4可以看出,三乙胺与DM PA的摩尔比从80%增大到100%时,乳液外观由不透明趋向半透明,稳定性也提高.这是因为低摩尔比时,分子链中羧酸阴离子的活性中心数少,造成水分散性差.当三乙胺与DM PA的摩尔比不断提高时,分子链中羧酸阴离子的活性中心数增多,分子链的亲水性增加,水分子与聚合物的水化作用增强,并使・871・化 工 学 报 第56卷 体系表面张力减小,故稳定性提高,而耐水性降低.当摩尔比达110%及以上时,生成冻胶状物质,可能由于三乙胺与DM PA的摩尔比过大,体系含有大量铵离子,其与水形成氢键等二级键结构使乳液粒子呈膨松状态.故适宜的三乙胺与DM PA 的摩尔比应为90%~100%.214 MMA含量的影响由于MMA含量增大后,乳液的外观、贮存稳定性和冻融稳定性变差,采用Malvern粒度仪对其影响进行研究,结果列于表5.T able5 E ffect of amount of MMA on sizedistribution of PUA emulsionMMA /%(mass)Averagegrain sizeof volume/nmDispersionindex1040111132063161133011013113表5表明,随着MMA含量增大,PUA乳液粒径变大.因为MMA含量增大时,水分散形成分散液的过程中,包裹于每个PU胶粒中的MMA 增多,使胶粒粒径增大,故外观变差;同时由于胶粒粒径增大,反应型乳化剂壳层变薄,胶粒表面离子基团的分布密度减小,双电层作用减弱,离子间的排斥力减小,故贮存稳定性下降.而由于MMA 为硬单体,其均聚物PMMA的玻璃化温度T g较PU的T g1要高得多,当MMA增多时,其冷脆性增加,故冻融稳定性下降.因此适宜的MMA含量应为20%~30%,PUA乳液具有良好的外观及性能.215 乳液聚合物结构表征图4中,1为PU的F T2IR谱图,其中3330、1550cm-1为N H的特征峰,1730cm-1为氨基甲酸酯键的酯键特征峰,图中不含羟基和NCO基的特征峰,表明二者发生了扩链反应,1600cm-1为COO-的特征峰,表明合成的水性聚氨酯乳液为阴离子型;2为PUA的F T2IR谱图,其中1150 cm-1为甲基丙烯酸甲酯的酯键特征峰,842cm-1为聚丙烯酸酯的特征峰,相对曲线1,其在1150 cm-1附近峰面积变宽,表明PU预聚物与MMA 发生了自由基聚合,生成了聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液,由于乳液中既含有聚氨酯组分,又含有丙烯酸酯组分,故改性的PUA复合乳液兼备了二者Fig14 FT2IR spectra of PU and PUA的优点.216 分子量测定图5是PU预聚物的GPC分析图,其平均相对分子质量M n=2130×106g・mol-1,而图6的PUA平均相对分子质量M n=3100×106g・mol-1,表明在引发剂的作用下,PA成功地接枝到PU分子上,故分子量增大,形成的PUA乳液兼具了二者的优点,完成PA改性PU的目的.Fig15 GPC curve of PUFig16 GPC curve of PUA3 结 论研究了NCO/O H比值、二羟甲基丙酸(DM PA)含量、三乙胺与DM PA的摩尔比及MMA含量对PUA复合乳液性能及外观的影响,结果表明NCO/O H比值为113~114,—COO H含量为216%左右,三乙胺与DM PA的摩尔比为90%~100%,MMA含量为20%~30%时,得到的水性聚氨酯乳液兼具了PU与PA二者的优点,作为一种新型的绿色环保高分子材料,其市场前景十分广阔.・1871・ 第9期 张辉等:影响聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液性能的因素References[1] Qu Jinqing (瞿金清),Chen Huanqin (陈焕钦).Synt hesesof high solid content waterborne polyuret hane dispersion.J ournal of Chemical I ndust ry and Engineering (China )(化工学报),2003,54(6):868[2] AdlerHans 2J ürgen ,JahnyKarsten ,Vogt 2BirnbrichBettina.Polyuret hane macromers 2new building blocks for acrylic hybrid emulsions wit h out standing performance.Prog ress in Organic Coatings ,2001,43(4):251—257[3] Hirose Masakazu ,Zhou Jianhui ,Nagai Kat sutoshi.Thestructure and properties of acrylic 2polyuret hanehybridemulsions.Prog ress in Organic Coatings ,2000,38(1):27—34[4] Dolores Kukanja ,J anvit G olob ,Matja Krajnc 1K inetic investigationsof acrylic 2polyuret hanecompositelatex.J ournalofA p plied Pol y merScience ,2002,84(14):2639[5] Limin Wu ,Bo Y ou ,Dan Li.Synt hesis and characterizationof uret hane/acrylate composite latex.J ournal of A p pliedPol y mer S cience ,2002,84(8):1620[6] Degussa 4428923.1984信息与交流美科学家说臭氧层已停止变薄美国科学家8月30日报告说,人类限制温室气体排放的努力显然开始奏效,地球臭氧层已停止变薄,但要在几十年之后才能开始恢复过程。
高附着力聚氨酯丙烯酸酯合成及性质
学位授予单位代码 律者姓名
获学位专业名称 课题来源 论文逡霹 关键词
论文答辩疆豢
指导教辩 评阅人1 评阋人2 译阕人3
10010
学位授予单位名称
北京化工大学
裁宣释
.
学
号
2009000568
材料科学与工程
获学位专业代码
080500
自选
研究方向
光固化低聚物
离附着力聚氯蘸褥爝酸蒲台成及瞳凄
附着力,体积收缩,聚氨酯丙烯酸酯,氢化松香
1.4.3降低然积收缩率的方法…………………………………………………io 1.5辫着力……………………………………………………………………………………ll 1.5.1附着力枫制……………………………………………………………。1 1 t.5.2附着力表征……………………………………………………………+,12 1。5。3提高附着力的方滋……………………………………………………。15 l。6论文研究瑟目的和肉容……………………………………董?
北京服装学院 北京化工大学 恕索能王大学 北京化工大学
高分子材料 高分子材料 高分子材耩 高分子材料
答辩委员霹杨冬芝来自裂教授北寒能王大学
高分子材耩
答辩委员5
蔡睛
副教授
北京化工大学
高分子材料
注:一.论文类型:1.基础研究2.应用研究3.开发研究4,其奄 二。申图分类号在《审因图书资料分类法》查询。 三。学科分类号在串华人民买争国篷家标准(GB/T 13745-9)霰擎辩分类与代码》中 查询。 四.论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。
浓度对这些PUA转化率的影响,测试这些PUA在删圈化时的体
积收缩率,PUA涂膜的储能模量,玻璃化温度,耐溶剂性以及在玻 璃、PET、PVC、PC等基材上附着力等性能,并与沙多玛公司生产 的一种高附着力聚氨酯丙烯酸酯CN9001进行对比。
水性木器涂料的附着机理和影响因素分析(二)(1)
水性木器涂料的附着机理和影响因素分析(二)上海六链陈正林水性木器涂料的附着力影响因素主要由木材粗糙度、涂料涂布量、基材润湿剂、附着力促进剂、成膜助剂、成膜温度等因素决定的。
一、木材粗糙度木材粗糙度直接影响水性涂料的渗透深度。
粗糙度越大,水漆的渗透程度越深,木材和涂料相接触的比表面积增大,互相作用的几率增高,故对提高粘附强度有所贡献。
砂纸目数变大,粗糙度越来越低,附着力一般也越差。
二、涂布量涂膜厚度增大以后,水难以挥发,造成涂膜在垂直底材方向上的收缩经过累积而增强,使涂膜与底材间的作用力削弱;另外,测试时涂膜内部的受力部位变大,竖直方向上任何一个部位因为应力被破坏都会影响到该部位的完整程度,因此更容易产生外观上的不完整,使涂膜的附着力差。
所以,在保证涂膜使用性能的前提下,涂膜尽量薄对附着力有利。
三、基材润湿剂涂料对基材的润湿程度直接影响到涂膜在基材上的附着力性能。
基材润湿剂的用量对水性木器涂料涂膜附着力有一定影响。
随着基材润湿剂用量的提高,涂膜剥落率不断减小,涂膜附着力逐渐增强。
当基材润湿剂的质量分数增大到一定量时,继续提高基材润湿剂的用量,对改善涂膜附着力的作用不大,反而影响涂膜的其他性能如流平性、耐水性等。
四、附着力促进剂随着附着力促进剂用量的增加,涂膜剥落率减小,涂膜附着力上升,增加到一定量时,继续增加用量,涂膜附着力不再增强,且对涂料的粘度影响较大,稳定性降低。
五、成膜助剂成膜助剂是小分子化合物,并与聚合物有很好的相容性,可以充塞于相邻大分子的链段之间,增大间距,减弱其相互间的作用力,消除内应力,从而降低涂膜脆裂的趋势,可有效增加涂膜附着力。
在一定范围内增加成膜助剂的用量能有效地增强附着力。
这是因为成膜助剂能降低水性涂料中溶剂水的挥发速率,还能够在聚合物适应收缩空缺困难时,通过扩散作用来缓解空缺,从而降低涂膜的内应力,增加涂膜附着力。
当成膜助剂用量超过一定程度时,涂膜性能会降低,如硬度下降、干燥延迟等,涂膜的综性能降低。
丙烯酸酯含量对水性聚氨酯性能的影响
水性树脂与水性涂料W ater-borne Resin and Water-borne Coatings丙烯酸酯含量对水性聚氨酯性能的影响In fl uence of Acrylate Content on Properties ofWaterborne Polyurethane□ 陈建福1,张卫英1,洪 杰2,郭 玉2,罗启涛2,李 晓1 (1.福州大学化学化工学院,福州 350108; 2.福建省三棵树涂料股份有限公司,福建莆田 351100)Chen Jianfu 1, Zhang Weiying 1, Hong Jie 2, Guo Yu 2, Luo Qitao 2, Li Xiao 1(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, Fujian Province Fuzhou University, Fuzhou Fujian 350108, China;2. Fujian Sankeshu Coatings Stock Limited Company, Putian 351100, Fujian Province)Abstract:Acrylate resin modifying waterborne polyurethane emulsion is prepared from toluene-2,4-diisocyanate (TDI), polyester polyol, dimethylolpropanoic acid (DMPA), methyl methacrylate (MMA) and butyl acrylate(BA) by the method of soap-free seed swelling emulsion polymerization. This paper investigate the in fl uence of acrylate content on the emulsion and fi lm performances including particle size, dynamic viscosity of emulsion, water absorption and mechanical properties. The results show that, with the increase of acrylate content, the particle size increases and the dynamic viscosity decreases, the tensile strength and water resistance of fi lm improves and the elongation at break declines. The suitable acrylate content is 40%~50%.Keywords:waterborne polyurethane, acrylate, modi fi cation, emulsion摘要:采用无皂种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液,考察了丙烯酸酯含量对水性聚氨酯乳液粒径、运动黏度、胶膜的耐水性和力学性能的影响。
水性丙烯酸塑料油墨附着力与干燥速度影响因素的研究
水性丙烯酸塑料油墨附着力与干燥速度影响因素的研究
梁冰;王淞;郑东霖;翁文婕;梁秋容;何金芝;周亮;刘允公
【期刊名称】《涂层与防护》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】在聚丙烯塑料底材上印刷水性塑料油墨,由于溶剂水的表面张力大于低表面能的塑料,会导致油墨附着力较差。
此外水的挥发速度较慢,因此在配方中往往会加一些助剂以提高其附着力及干燥速度,其生产成本高、生产工艺复杂。
本研究工作中不添加任何助剂,采用乳液聚合的方法,通过改变核壳树脂壳的玻璃化温度、不同的碱溶树脂用量及种类来提高水性塑料油墨的附着力,并通过加入适量乙醇提升干燥速度。
制备的水性塑料油墨附着力为95%~100%、干燥速度为9~12
mm/30 s。
【总页数】5页(P28-32)
【作者】梁冰;王淞;郑东霖;翁文婕;梁秋容;何金芝;周亮;刘允公
【作者单位】广东轻工职业技术学院;广州市睿创复合材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.72
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影响水性聚氨酯树脂对金属附着力的因素及解决方法
影响水性聚氨酯树脂对金属附着力的因素及解决方法[table=98%]近年来, 水性聚氨酯技术在国内发展迅速, 由于其高环保性、高装饰性、高耐磨性、高抗粘、抗裂性, 以及相对较宽的施工温度范围, 应用越来越广泛。
但单组分水性聚氨酯金属涂料附着力不理想, 本文就此问题进行了研究, 分析了影响附着力的因素, 并提出了相应的解决方法。
目前, 关于树脂在金属表面附着的原理很多。
如机械咬合粘接理论、静电理论、吸附理论、扩散理论、酸碱使用理论和化学键理论等[ 1 ] 。
总的说, 附着力是机械连接、静电吸引和化学键合共同作用的结果。
附着力强度是润湿程度、两表面的相对表面力学能和润湿动力学的函数, 在附着力的定义上, 附着力应该是指涂装金属暴露在高湿环境或溶液中的附着力, 俗称湿附着力, 即指将涂装金属置于介质环境后, 表现出来的附着力, 目前通用的一些测定涂层附着力的方法, 大多测试的是干涂层体系的数值, 本实验所描述的附着力数值是用划圈法所测定的干涂层数值。
1 实验1. 1 仪器反应装置( 三口烧瓶、温度计、搅拌仪、水浴箱、高速分散仪), 附着力测试仪, 马口铁片。
1 .2 原料异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI) , 工业品, 德固萨公司产; 六亚甲基二异氰酸酯( HDI) , 工业品, 上海和氏璧化工有限公司产; 甲苯二异氰酸酯( TDI) , 工业品, 进口; 二苯甲烷二异氰酸酯(MDI) , 工业品, 烟台万华合成革集团有限公司产; 丁二醇(BDO) , 工业品,BASF 公司产; 聚己内酯多元醇, 工业品, 日本大赛璐公司产; 聚醚多元醇, 工业品, 抚顺佳化聚氨酯有限公司产; 二羟甲基丙酸(DMPA) , 工业品, 进口; N - 甲基吡烙烷酮(NMP) , 工业品, 濮阳市迈奇精细化工有限公司产; 二月桂酸二丁基锡, 工业品, 上海达茵化学助剂公司产; 消泡剂(SA-3) , 工业品, 上海华夏助剂厂产;BYK-346 , 工业品,BYK 公司产; 二乙烯三胺, 工业品, 进口; 三羟甲基丙烷( TMP) , 工业品,BASF 公司产; 三乙胺, 工业品, 大红门化工有限公司产; 异佛尔酮二胺, 工业品, 德固萨公司产。
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了相关的粘附理论 , 如吸附、 扩散 、 化学键理论 等 , 同时研究者
从 微 观 上解 释 木材 分 子 和 涂 料分 子 之 问 的 相 互 作 用 和 粘 附 机
制 , 化 学键 方 面 解 释 涂 膜 在 木 材 方 面 的 粘 结 行 为 。 但 是 从
这 些 作用 机 理 和解 释 仍 不 能 为 涂 料 配 方 师 带 来 足 够 的 指 导 。
对 木 质底 材 和水 性 涂 料 间 的 界面 特 性 的研 究 有 难 度 虽 形 成
0 引 言
为 了美 化 人 类 的生 存 环 境 , 国环 保 法 对 涂 料 体 系 中 有 各 机 挥 发物 含量 的严 格 限 制促 进 了 以 水 性 涂 料 为 代 表 的 低 污 染
Ke W o d :p lu eh n a rlt e lin (P y r s oy rta e cyae mus s o UA); w tro e ae b r wo d o t g ; a h s n; n o c ai s d e i n o
a h so r m oe s d e in p o tr
材表面进行除油 、 除污等表面处理 , 清除基材表 面孔 隙 中的杂 质, 有利于涂料对基材的润湿和扩散 , 以提高涂膜的附着力 。
化 学 吸 附事 实 上 是 通 过 静 电 作 用 产 生 的 连 接 , 是 涂 层 它 中的 某 些 基 团 与 基 材 中 的原 子 或 基 团 发 生 相 互 作 用 , 成 新 形
H ge oeaecue ihr f l ik esadlw r fh d ein d io f . 0 8 ( / i r vrg asdhg e o m t c n s n e o ea h s .A d i o 6~ . % n m) h c f h i o t o tn 0
第4 0卷第 2期
21 0 0年 2月
涂 料 工 业
PAI NT & C0ATI NGS I NDUSr RY
Vo . 0 No. 14 2 Fe 2 0 b. 01
聚 氨 酯 丙 烯 酸 水 性 木 器 涂 料 附 着 力 影 响 因 素 的 研 究
孔 霞 , 瞿金 清 朱延 安 曹树 潮 陈焕钦 , , , ( .华 南理 工大学化 学与t -学 院, 州 5 0 4 ; .广 东嘉 宝莉化工有 限公 司 , 东江 门 5 9 8 ) 1 L- T - 广 16 0 2 广 2 0 5
孑 霞等 : L 聚氨酯丙烯酸水性木器涂料 附着力影 响因素 的研究
表征 , 详细考 察乳 液体 系 、 布量 、 材润 湿 剂 、 涂 基 附着 力促 进
剂、 成膜助剂等对涂膜附着力的影响。
部, 其结果是涂层 与基 材的相互 介入 。涂 层物 理吸 附作用 的 大小取决于二者接触面积 的大小 ( 渗透越 深 , 接触面积 越大 )
水性木器h v o s a d Afe tn c o s o l m e t x s he i n Be a i r n f c i g Fa t r f Po y r La e e K n i 一, uJ qn Z uY n n , a h c a C e u n i ogXa Q i ig , h aa C oS u ho , hnH a qn n
Ab ta t Waeb re w o o t g wee p e ae i oy rta e a rlt muso s ( U sr c : tron o d cai r rp rd w t p lueh n cyae e lin n h P A) a s
bid r Th fe t fp lme ae a e oi s c v r g n e. e efc so oy rltx c tg re , o e a e, wetn g n s a h so r moe s,a d c ae — t g a e t , d e in p o tr i n o t s c n n t e a h so ffl c o dng t ti g a d a h so h o iswe e dic se . Th e u t n ia e to h d e i n o msa c r i o wetn n d e i n t e re r s u s d i e r s lsi d c —
1 实验 部 分
1 1 主 要 原 料 .
聚氨酯丙烯酸酯 杂合乳液 : 工业品 , 广东嘉宝莉 化工有 限 公 司提供 ; 基材润湿剂 s ̄ nl 14E: ut 0 一 0 工业品 , 国气体化工 y 美 产 品有限公司 ; 消泡剂 B K 2 : Y 05 工业 品 , 国毕克化 学公 司 ; 德
摘 要: 以水 性 聚氨 酯 丙 烯 酸 酯乳 液 ( U 为基 料 配 制 水 性 木 器 涂料 。从 润 湿 与 附 着 的 角 度 考 察 了乳 液种 类 、 P A) 涂
布量 、 基材润湿剂 、 力促进剂 、 附着 成膜助剂等对 P A涂膜附着力 的影 响。结 果表 明 :U U P A乳液表面张力越低 , 润湿性 越好 ,U P A涂膜 附着力越强 ; 涂布量增加 , 涂膜厚度增 加 , 涂膜附着力降低; 加入 06 ~ . % ( . % 0 8 质量分数 ) 基材润湿剂 可明显提高涂膜附着力 ; 附着力促进剂硅烷偶联剂能有效提高涂膜 附着力 ; 成膜助剂也对涂膜附着力有影响 。
型涂料的发展 ’ 。水性木器涂料是 以水 代替有机溶 剂作为 。 。
分 散 介质 , 大 减 少 了涂 料 中 有 机 溶 剂 的挥 发 对 大 气 环 境 和 大
本文拟从对聚合物 乳液润湿 性的控 制角度人 手 , 察聚 合物 考
乳 液 成膜 后 在 木 材 上 的 附着 力 行 为 , 望 对 水 性 涂 料 的性 能 期 完 善 提供 一 些 新 的 思 路 。
关键 词 : 氨酯 丙烯 酸 酯 复 合乳 液 ; 性 木 器涂 料 ; 着 力 ; 着 力 促进 剂 聚 水 附 附 中 图分 类 号 :Q 3 . T 60 7 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :2 3— 3 2 2 1 )2— 0 7— 4 0 5 4 1 (0 0 0 0 3 0
人体的危 害, 也减 少了施工过程中的火灾危险 :
水性 聚合 物 乳 液 在 胶 粘 剂 和 涂 料 方 面 的 应 用 , 定 了 其 决 粘 性 行 为 主要 表 现 在 粘 结性 和 附 着 力 方 面 。涂 料 消 费 者 对 涂 料 的 要求 是 , 膜 即使 长 期 暴 露 在 热 、 、 的 环 境 下 , 是 长 涂 冷 湿 或 期 受 到化 学 介 质 的 侵 蚀 , 能 抗 剥 落 和 抗 渗 透 。然 而 水 性 涂 也 料 因 水 的渗 透 性 弱 , 基 材 的 润 湿 性 差 等 原 因 导致 涂 膜 在 基 对 材 上 难 以产 生 良好 的 附 着 。
丙烯 酸酯聚合物具有 优异 的耐候性 , 涂膜存 在热 粘冷 但
脆 的 缺点 ; 性 聚 氨酯 涂 料 具 有 良好 的低 温 成 膜 性 、 高 温 回 水 耐
黏性 、 高耐磨损等 , 聚氨酯乳液 的 自增 稠性 差 、 但 固含量 低 ,
较 大 程度 地 影 响 了它 的 推 广 应 用 一 。 聚氨 酯 聚 丙烯 酸 酯 杂 合 乳 液 综合 丙 烯 酸树 脂 和 聚 氨 酯 树 脂 的 性 能 , 有 较 好 的 发 展 具
前景。本 文以聚氨酯聚丙烯 酸酯 杂合乳液作为水性 木器涂料 的基料树脂 , 对其涂膜在 木材上 的附着 力从润湿 的角度 进行
由于木材 的复杂 多样 性和 聚合物乳 液 的性 能各 异性 , 使
[ 基金项 目]粤港关键领域重点突破 项 目( o20 00 N .0 4 24)
作 者 简介 : 霞 (9 2 ) 女 , 士 , 程师 , 要 从 事精 细化 学 工 程 的研 究 孔 18 一 , 博 工 主
wetn g n s a d a e in p o t r n ra e h d e in o h l ssg fe nt tig a e t n dh so r moe si c e s d t e a h so ft e f m imi a l i i y,a d t e fl e ae — n h m o l s i c n lo af ce h d e i n o h UA l . e tas f td t e a h so ft e P e i f ms
( .Sh o o hms )a dC e i l n i e n SuhC i n esyo e nl y G aghu 1 colfC e ir n hm c gn r g, ot hn U i rt fTc o g , u nzo t aE ei a v i h o
50 4 6 0,C ia; .G a g og C royC e clC .L.,Ja g n,G a g og 5 9 8 1 hn 2 u n d n ap l h mi o t in me a u n d n 2 0 5,C ia hn )
的化学键 , 通过键 合促进 涂层在 基材表 面 的润湿 。提 高化学
吸 附 能 力 的方 式 包 括 2个 方 面 : 加 底 材 表 面 的 活 性 点 和 在 增 涂 层 中 引 入 足够 量 的可 与 基 材 表 面 原 子 键 合 的 基 团 。 增 加 底
康 普 顿 有 限公 司 ; 胡桃 木 : 业 品 ;5 纸 、4 纸 、0 黑 工 10砂 2 0砂 40 砂 纸 、0 纸 、0 纸 : 业 品 , 东 嘉 宝 莉 化 工 有 限 公 司 60 砂 80砂 工 广
成 膜 助 剂 二 丙 二 醇 丁 醚 : 业 品 , 国 陶 氏 化 学 公 司 ; 稠 剂 工 美 增 R 2 2 : 业 品 , 门 哈斯 有 限公 司 ; 着 力 促 进 剂 : 一缩 水 M 00工 罗 附