专题聚氨酯四改性乳液1专题聚氨酯四改性乳液1陈旭

专题：聚氨酯(四)改性乳液1,专题：聚氨酯(四)改性乳液1

作为一种重要的热固性树脂，环氧树脂具有良好的电性能，化学稳定性、粘接性、加工性，使其在国民经济领域有着重要的应用，环氧树脂最大缺陷是固化后质脆、耐冲击性能差。因此如何提高环氧树脂抗冲击性能，目前仍然成为研究的热点。环氧树脂改性材料多多，其中聚氨酯就是重要的一种环氧树脂(EP)的增韧主要有：基体增韧和柔性固化剂增韧方式。聚氨酯结构中存在大量的氨基甲酸酯键、醚键、脲基甲酸酯键等，用以合成大分子柔性固化剂，可以赋予环氧树脂优异的附着力、柔韧性、耐磨性等性能，且聚氨酯的结构可以通过硬段，和软段来进行广泛的调节，因此改性具有广泛的可调性。互穿网络法是较为新颖的方法，环氧/聚氨酯IPNs是研究较多的一个体系，此方面研究已有大量的文献和报导，还有环氧/聚氨酯梯度IPNs改性环氧，提高其抗冲击性能的文献报导。 四、环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液的合成 (一)引言 随着人们环保意识的日益增强，许多国家立法严格限制涂料中的有机挥发物(VOC)，环境友好涂料是涂料发展的必然趋势。水性涂料被认为是减少VOC的最佳涂料，近年来发展十分迅速。目前市场上的水性涂料基料，主要有聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液，其与溶剂型产品相比，具有安全、不燃、无毒、不污染环境等优点，但是单一PA乳液的成膜性、耐磨性、耐化学品性、附着力等性能较差，而PU乳液在稳定性、自增稠性、固含量、耐水性等方面不尽如人意。近年来许多研究者利用PU乳液，和PA乳液性能上具有的良好互补作用，共聚制备聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。虽然PUA复合乳液的性能有很大提高，但是作为水性木器涂料基料，仍存在吸水率高、硬度偏低等不足。在先前的PUA复合乳液研究基础上，加入环氧树脂合成了环氧树脂改性的，聚氨酯-丙烯酸酯(PUEA)复合乳液，并对其性能进行了测试。研究表明PUEA复合乳液涂膜的吸水率显著降低，硬度与其他有关性能也有一定提高。 (二)实验部分 1、实验原料 甲苯二异氰酸酯(TDI-80)，工业级，日本三菱化成工业公司；环氧树脂(CYD-012)，工业级，岳阳石油化工总厂；聚醚二元醇(PPG-10)，工业品，山东东大化学工业有限公司，减压蒸馏脱水后使用；二羟甲基丙酸(DMPA)，工业级，上海和氏璧有限公司；1，4-丁二醇(BDO)，工业级，山东东大有限公司；三乙胺(TEA)，工业级，上海凌峰试剂厂；乙二胺(EDA)，工业级，天津博迪化工有限公司；丙酮，分析纯，长沙安泰精细化工实业有限公司；甲基丙烯酸甲酯(MMA)，工业级，日本三菱化成工业公司；蒸馏水，实验室自制。 2、乳液与涂膜的制备 (1)化学共聚法合成环氧树脂改性的，聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液在干燥的，装有搅拌装置、回流冷凝器和温度计的四口烧瓶中，搅拌下加人计量的TDI、PPG-10和CYD-012，其中控制TDI的NCO基团与PPG-10的OH基团的物质的量比为6：1左右，CYD-012质量分数为3%～4%，开始水浴加热，在80℃左右预聚反应1.5h，然后降温至70℃，加入质量分数为7%～9%的BDO，醇扩链反应1h，再加入质量分数为9%的DMPA，在75℃恒温下亲水扩链反应3h，得到预聚体，反应过程中视黏度情况加入适量的丙酮。降低预聚体的温度至40℃以下，加入质量分数为30%MMA降黏，再加入质量分数为6%的TEA中和，搅拌15min，得到亲水性预聚体和MMA的混合物。将上述混合物置于高速分散机上，在8000r/min的转速下，缓慢加入去离子水分散，加入质量分数为3%的EDA扩链得到PUE/MMA分散液。PUE/MMA分散液在70℃下，2～3h内均匀滴加引发剂溶液，等滴加完毕后，保温0.5h，直至单体达到基本不变的转化率，降温至40℃以下出料，得到PUEA复合乳液。 (2)物理共混法合成环氧树脂改性的聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液 各种原料的配比、实验方法，和流程与化学共聚法基本相同，只是环氧树脂CYD-012不在反应的第1步中加入，而是与MMA和TEA-同加入，制备出物理共混PUEA复合乳液。 (3)成膜 将乳液均匀涂于15cm×7cm×0.2cm的马口铁片上，室温干燥实干后测试涂膜的有关性能。

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