室温自交联丙烯酸酯乳液的制备与表征

使用3种含不饱和双键硅氧烷,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(A174)为功能单体,采用半连续乳液聚合法制备了室温自交联丙烯酸酯乳液,探讨了硅氧烷功能单体在不同pH条件下水解情况以及其种类和用量对乳液及乳胶膜性能的影响.结果表明,pH在7～9之间时硅氧烷功能单体水解最慢;A172在pH为8.4时5h内就水解完全;增加VTES和A174的用量均能提高乳胶膜的交联度、力学性能和耐水性.控制聚合过程的pH值以抑制硅氧烷功能单体的水解并调节乳液成膜时的pH值以加速硅氧烷功能单体的水解从而增强胶膜的交联程度,发现酸性或碱性条件下得到乳胶膜比中性条件下胶膜的力学和耐水性能均有不同程度的提高,并且在酸性条件下胶膜的性能提高最多.对比使用A174和VTES制备的胶膜,发现这种方法对含有A174胶膜的效果不明显,而含VTES胶膜的性能提高最为显著.

水性涂料研究进展

评述了高性能水性涂料研究所取得的重大进展 ,涉及采用可聚合或大分子乳化剂及水溶性单体共聚的高固含量无皂乳液聚合技术 ,基于Michael加成反应、活泼羰基与酰肼基反应以及乙酰乙酰基与多元胺反应的交联等室温交联方法 ,紫外光固化以及水性树脂的混合技术等关键技术。指出水性涂料代表着低污染涂料发展的主要方向 ,目前面临的难题是在可接受的成本前提下如何提高产品的性能 ,使之达到与溶剂型涂料相同或接近的水平 ,并进一步降低有机挥发物的排放量。

水性聚氨酯室温交联技术研究进展

介绍了近年来国内外水性聚氨酯室温交联技术的研究进展,并对这些交联体系及其交联机理作了较为详细的阐述。其包括9种室温交联方式,即:1羰基与酰肼基团的交联;2基于Michael加成反应的交联;3异氰酸酯基团的交联;4氮丙啶与羧基的交联;5环状碳酸酯与胺基的交联;6不饱和脂肪酸中双键的自氧化交联;7脂环族环氧基团与羧基的交联;8金属离子与羧基、磺酸基等螯合作用交联;9硅氧烷基团的水解缩聚交联。

室温自交联型丙烯酸树脂-明胶复合乳液的制备及涂膜性能

以乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)为功能单体,通过半连续种子乳液聚合制备出侧链含活性酮羰基的丙烯酸树脂乳液(PA),加入明胶,可得到稳定性高且具有室温自交联功能的丙烯酸树脂-明胶复合乳液(PAG)。采用红外光谱(FTIR)对PA-G膜中的交联结构进行表征,用接触角测定仪(CA)、原子力显微镜(AFM)、差示量热扫描仪(DSC)等对PA-G膜进行性能测试。结果表明,这种PA-G复合乳液的涂膜在硬度、热学性能、力学性能及抗水性等方面表现出不同特点,硬度和玻璃化转变温度得到显著提高,抗张强度大幅度提高,但断裂伸长率均有所降低;通过AAEM-明胶之间的适度交联可赋予PA-G膜良好的抗水性,且其表面相对粗糙度变化不大。

室温交联水性聚氨酯施胶增强剂的合成及增强机理

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)和自制扩链剂N-[(1,1-二甲基-2-乙酰基)乙基]-β-二羟乙氨基丙酰胺(DDP)等,通过外加己二酸二酰肼(ADH)合成了室温交联型水性聚氨酯。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和激光散射粒径仪对产物进行了表征,ATR-FT-IR分析证实了DDP的引入和乳液成膜时酮肼交联反应的发生,XPS分析证实了硅氧烷的引入,粒径分析显示随着DDP用量的增加,乳液的粒径逐渐变大且分布范围变宽。研究了n(ADH)∶n(DDP)和DDP含量对聚氨酯涂膜性能以及纸张施胶性能的影响,结果表明,在w(DDP)=3.46%,n(ADH)∶n(DDP)=1∶2时,聚氨酯涂膜的拉伸强度最大为24.658 MPa,环压指数最大为5.26 N.m2/g。扫描电镜显示聚氨酯乳液在纸张表面成膜性能优异。

单组分水性涂料室温自交联技术的研究进展

将具有自缩合或自氧化性的功能单体引入到单组分水性涂料成膜树脂的分子链上,在涂料室温成膜过程中,功能基团相互间的自缩合或自氧化作用可实现单组分水性涂料的室温自交联。本文介绍了近年来国内外单组分水性涂料室温自交联技术的研究进展,详细阐述了各种室温自交联体系及交联机理,包括N-羟甲基丙烯酰胺及其衍生物的室温自交联、不饱和脂肪酸中双键的室温自氧化交联、基于环氧基团的室温自交联和硅氧烷的室温水解缩聚自交联,并展望了水性涂料自交联技术的发展趋势。

室温交联型水性聚氨酯的制备及其在造纸中的应用

用异佛尔酮二异氰酸酯与聚四氢呋喃二醇、1,4-丁二醇、亲水扩链剂和自制的含酮羰基的扩链剂,采用自乳化法合成了室温交联型水性聚氨酯乳液。用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、热失重分析(TGA)和纸张物理性能检测的手段对聚合物结构、乳胶膜的热稳定性以及应用性能进行了表征。实验结果表明:当滤纸定量为80g/m2时,将配好的质量分数为5%的含酮羰基的聚氨酯乳液进行纸的应用性能测试,纸的耐折次数、环压指数分别达到90次、5.92N.m2/g,与空白样相比耐折次数提高了13倍,环压指数提高了11%。

新型阳离子聚丙烯酸酯无皂乳液的制备及涂膜性能

在无乳化剂条件下,以烯丙基聚乙二醇(APEG-2400)为功能单体、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)为交联单体,己二胺(HDA)为交联剂,通过半连续种子乳液聚合方法制备系列室温自交联型阳离子聚丙烯酸酯无皂乳液。采用FT-IR对交联反应前后聚合物的结构进行表征;考察APEG-2400及AAEM的用量对聚合过程、乳液性质及涂膜基本性能的影响。结果表明:加入适量APEG-2400可制备出性质稳定、粒径分布范围窄的阳离子聚丙烯酸酯无皂乳液;AAEM-HDA室温自交联体系能改善阳离子聚丙烯酸酯乳液涂膜的耐水性,提高其抗张强度,同时降低断裂伸长率;室温自交联型阳离子聚丙烯酸酯无皂乳液涂膜的耐水性更加优异。

常温自交联水性聚氨酯的合成及应用

以聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,以乙醇为溶剂,实现亚硫酸氢钠对异氰酸酯的良好封闭。采用外乳化法制得封端型水性聚氨酯。在溶剂不变的情况下,研究了-NCO/-OH(R值)、盐量及溶剂量等因素对乳液性能的影响;以水性聚氨酯为交联剂用于涂料印花,能显著提高棉织物的耐湿摩擦牢度。

室温自交联环氧酯的合成与表征

通过不饱和脂肪酸与环氧树脂分子链上的环氧基及羟基发生部分或全部酯化反应,制备出不同酯化度的室温自交联型环氧酯,探讨了不同催化剂用量和酯化温度对酯化反应的影响,考察了不同酯化度环氧酯的酯化反应时间及其物理化学性能。结果表明,环氧酯的酯化度越高,反应达到终点需要的时间也越长。酯化反应的最佳条件是催化剂用量占环氧树脂总量的1%,酯化温度为200℃。在此条件下,当环氧树脂上的所有羟基与亚麻油酸完全反应时,即酯化度为100%时需要9 h。随着酯化度的增加,涂膜的干燥速度也越快,交联密度也越高,环氧酯涂膜的物理化学性能会有所提升。但并非酯化度越高环氧酯的涂膜性能也越好,酯化度过高,达100%时,涂膜性能反而会降低。综合考虑酯化度对产品性能的影响,酯化度宜定在80%。

室温交联丙烯酸乳胶漆的研制

对以双丙酮丙烯酰胺(DAAM)为交联单体,己二酰肼为固化剂制备室温交联丙烯酸乳胶漆进行了研究。采 用该交联体系,可显著提高涂膜的耐水性、耐溶剂性、光泽度及硬度,DAAM的用量以占总单体质量的6.5％为好。

室温自交联体系对丙烯酸树脂乳液涂膜性能的影响

采用半连续种子乳液共聚法,分别将功能单体双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)引入丙烯酸树脂分子链中,添加交联剂己二酸二酰肼(ADH)或1,6-己二胺(HDA),制得室温自交联型丙烯酸树脂乳液。红外光谱(FTIR)分析证明了三种交联结构的形成。以涂膜的吸水率、THF中溶解率、硬度、玻璃化转变温度(Tg)、抗张强度及断裂伸长率为指标,考察了DAAM-ADH、AAEM-HDA、GMA-HDA三种室温交联体系对丙烯酸树脂涂膜性能影响的差异性。结果表明:这三种交联体系均可降低涂膜的吸水率,提高其耐溶剂性;DAAM-ADH能显著提高涂膜的强度和硬度;AAEM-HDA增加强度的同时保持其柔韧性;GMA-HDA在提高Tg方面表现较突出。

PE、PP薄膜油墨用室温自交联水性丙烯酸酯树脂的制备

以丙烯酸(AA)及丙烯酸酯类物质为单体,双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和己二酸二酰肼(ADH)为交联体系,丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)为溶剂,通过自由基溶液聚合制得一种室温自交联丙烯酸酯树脂。研究了亲水性单体AA、丙烯酸羟丙酯(HPA)用量和DAAM用量对丙烯酸酯树脂水溶稳定性以及涂膜耐水性、交联度和在聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)表面附着力的影响,表征了树脂的分子量和交联结构。结果表明,树脂在室温下发生酮肼交联固化反应,其数均分子量大于35 000。当AA、HPA、DAAM分别为单体总质量的9.2%、5.8%和2%时,树脂能完全水溶,涂膜吸水率低于15%、交联度达85.5%。将该树脂用作连接料制得的油墨涂膜耐折性和耐干摩擦性合格,着色率高,耐水性好,在PE、PP膜上的附着力分别为1级和0级,综合性能优良。

常温交联苯——丙乳液建筑密封胶的研制

本文研制了含固量为60～65％的苯—丙四元共聚乳液,以此乳液为基料,以金属离子为交联剂,并加入填料,助剂制得了常温交联建筑密封胶。探讨了聚合过程中丙烯酸(M)的用量,以及胶中交联剂的用量对胶耐水性的影响;考察了填料对密封胶力学性能的影响。

室温自交联型丙烯酸树脂-壳聚糖复合乳液的制备及涂膜性能

通过共聚将功能单体乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)引入丙烯酸树脂分子链中,在制备的丙烯酸树脂乳液中添加壳聚糖,形成室温自交联型壳聚糖-丙烯酸树脂复合乳液。经FT-IR证实了壳聚糖与AAEM单体之间交联反应的发生,通过测试涂膜吸水率、接触角、Tg、抗张强度及断裂伸长率等,考察了AAEM-壳聚糖交联体系对乳液涂膜基本性能的影响。实验结果表明:壳聚糖的引入和相互交联网络的形成,可使涂膜具有更好的吸水性和优异的综合性能。

单组分室温自交联聚氨酯丙烯酸酯乳液的合成及性能

以含酮基的双键封端的PUA—kt功能单体与甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸乙酯（EA）等单体共聚合成了聚氨酯丙烯酸酯乳液，再加入一定量己二酸二酰肼，即得室温自交联聚氨酯丙烯酸酯乳液。对聚氨酯丙烯酸酯的合成工艺及性能进行研究，讨论了乳化剂用量对乳液黏度及凝胶率的影响，PUA—kt对乳液黏度及涂膜交联度的影响，ADH用量对涂膜交联度的影响，并用FTIR、TEM、TGA对聚合物进行表征。结果表明，所合成的乳液固含量35％。37％，凝胶率1％以下，涂膜交联度达到82．5％，附着力0级，柔韧性1mm。

常温自交联水基聚氨酯分散体的合成

本文报道了一种全新的常温自交联水基聚氨酯分散体的合成，在羧酸型水基聚氯酯分敏体分子结构中引入位阻型烷氧基硅烷基团，位阻型烷氧基硅烷在中性条件下稳定，而在水基聚氯酯成膜过程中由于中和剂可挥发性有机胺的挥发，体系的pH值下降，位阻型烷氧基硅烷在酸的催化下水解缩台形成交联。本文合成了多个位阻型烷氧基硅烷，并将位阻型烷氧基硅烷引入聚氯酯结构。研究了位阻基团的大小与烷氧基硅烷水解速度的关系。选择台适的位阻基团可以获得贮存稳定，成膜时自交联的水基聚氨酯分散体，这种常温自交联水基聚氯酯分敞体在涂料和粘合剂领域有很好的潜在应用前景。