沥青路面水性聚氨酯丙烯酸热反射涂料制备

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)等原料制备水性聚氨酯(WPU),通过丙烯酸单体和交联剂改性WPU制得水性聚氨酯丙烯酸(WPUA)乳液。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析WPUA的官能团,利用铅笔硬度和百格划线法对WPUA膜的硬度、附着力进行测定,利用水接触角试验对WPUA膜的疏水性能进行测试;以降温值、黏度值、光泽度作为评价指标,借助正交试验设计确定WPUA热反射涂料的最佳配方;通过室内太阳辐射模拟装置以及室外太阳照射试验对WPUA热反射涂料的降温效果进行测试。结果表明,WPUA膜的附着力和硬度均得到提高,具有较好的疏水性;WPUA热反射涂料的最佳制备配方为固含量30%的WPUA乳液、16%的金红石型钛白粉、2%的石英砂和4%的中空玻璃微珠。WPUA热反射涂料室内外降温效果显著。

电子束固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能

研究了一种制备水性聚氨酯丙烯酸酯的新方法,通过在扩链剂分子结构中组装离子基团来改善亲水性,解决了聚氨酯丙烯酸酯与水难相溶的问题。采用这种方法制备了一种聚氨酯丙烯酸酯产物,使用FTIR和1 H NMR对产物结构进行了表征。对产物与水的储存稳定性、黏度、电子束固化行为及固化后性能进行了研究。结果表明,分散乳液储存稳定性好,经电子束固化后性能(如硬度、附着力、光泽度、柔韧性、热稳定性)优良。

有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯的研究进展

介绍了有机硅改性WPUA(水性聚氨酯丙烯酸酯)的机制和分类,特别综述了共混改性、嵌段改性(烷氧基硅烷改性、聚硅氧烷改性)、核/壳聚合改性(烷氧基硅烷改性、聚硅氧烷改性)等研究进展。最后对改性WPUA的发展前景进行了展望。

改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯合成研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚硅氧烷二元醇(WACKER IM 22、IM15)/聚酯二元醇(7112)混合软段、二羟甲基丙酸(DMPA)/聚乙二醇(PEG600)混合亲水基(扩链剂)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料合成多官能度的综合改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA);实验结果表明:采用阴/非离子混合型亲水基能提高WPUA产品稳定性,改性产品固化后膜的耐水性、耐碱性、耐溶剂性能明显提高,综合性能优良。

阴离子型核壳结构水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成了具有核壳结构的聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。用FT-IR、TEM和粒度仪对所制备的共聚乳液的粒径、形态结构和胶膜的力学性能进行了表征。研究表明,随DMPA添加量增加,离子基团增加,PUA乳液平均粒径渐小,乳液黏度先增大后减小,其含量为6%较适宜。

侧链含烷氧基硅烷的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成与表征

使用[3-(2-氨基乙基)氨基丙基]三甲氧基硅烷(AEAPTMS)作为二胺扩链剂,制备了一系列侧链含硅烷基的紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯(UV-WPUA)分散体。探究了具有不同含量AEAPTMS的UV-WPUA特性,包括乳液粒径、稳定性以及固化膜吸水率、凝胶率、表面性能、力学性能和热稳定性等。结果表明,傅里叶变换红外光谱表明AEAPTMS成功地引入了UV-WPUA中。随着AEAPTMS含量的增加,有利于交联密度的增加,UV-WPUA的粒径逐渐变大,固化膜表面变得更粗糙,水接触角、拉伸强度和热稳定性均增强。同时断裂伸长率下降,而AEAPTMS的加入对涂膜的铅笔硬度、附着力以及柔韧性影响甚小,其中附着力均为0级,柔韧性均为1 mm。

水性聚氨酯丙烯酸酯的多重交联改性及其相转变

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N220)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料合成了脂肪族聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液,并采用蓖麻油、环氧树脂和三羟甲基丙烷对其进行改性。通过综合性能测试研究了各种交联剂添加量对乳液及其涂膜性能的影响。并通过粘度和电导率测试研究了聚氨酯剪切乳化过程的相转变及各交联剂对相转变的影响。结果表明:当蓖麻油、环氧树脂和TMP的添加量分别为7%、3%、3%时,可得到稳定、耐水耐介质性好、硬度较高、力学性能突出的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液;各交联剂都会使相变点后移,尤其以环氧树脂的影响最为明显。

丙烯酸含量、乳化工艺参数对水性聚氨酯丙烯酸酯及其紫外光固化膜性能的影响

聚氨酯丙烯酸酯(PUA)兼具聚氨酯(PU)树脂和聚丙烯酸酯(PA)柔韧性优良、耐磨性、耐冲击性和粘结性好等优点,以往将其用于水性涂料的研究不多。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸(AA)为原料制备了侧链带有不同比例羧基和羟基的聚丙烯酸酯(PA),然后与聚氨酯(PU)中间体反应,在水中分散得到聚氨酯丙烯酸酯乳液(WPUA),并采用紫外光(UV)固化成膜。采用傅立叶转换红外光谱(FTIR)和核磁共振光谱(1HNMR)对产物结构进行了表征,考察了乳化工艺参数对乳液粒径的影响,研究了丙烯酸含量、固含量、温度对分散乳液性能的影响,确定了合适的乳化工艺,并对WPUA UV固化成膜后的物理性能进行了表征。结果表明:随着AA含量的增加,WPUA乳液黏度升高,粒径先变小后变大,漆膜亲水性增强,AA含量控制在10%～15%较宜;WPUA乳液适宜的乳化工艺为剪切速率200 r/min,时间20 min;经UV固化所得涂层的物理性能较优。

水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯防腐涂层的制备与性能

为进一步改善水性聚氨酯丙烯酸酯涂层的防腐性能,采用原位聚合法制备了系列水性聚氨酯丙烯酸酯/氧化石墨烯(WPUA/GO)复合乳液。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱表征了自制GO的结构与形貌;运用透射电镜、扫描电子显微镜分析了复合乳液的微观形貌;并通过耐盐雾试验及电化学工作站测试了涂层的防腐性能。结果表明,通过改进的Hummers法制备出氧化程度高、分散性较好的GO;WPUA/GO乳液粒径随着GO含量的增加呈现先增大后减小的趋势;当GO的质量分数为0.5%时,涂层的热稳定性提高了140℃,耐盐雾时间比纯WPUA延长了10 d,腐蚀电流密度减小了1个数量级。

光-热双固化水性聚氨酯丙烯酸酯的涂膜性能

以松节油为原料合成萜烯基不饱和聚酯,将合成的不饱和聚酯与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应,并以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水中间体、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为封端剂、三乙胺为中和荆,合成水性萜烯基聚氨酯丙烯酸酯(WTPUA),采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热分析仪(TGA)对预聚物及涂膜进行表征。考察固化方式、光固化因素和热固化因素对涂膜性能的影响。结果表明:选择l-羟基环己基苯甲酮(Irgacure 184)作为光引发剂,用量为配方总质量的4%,固化机的履带速率为18 m/min,3次辐射过机进行光固化。Bayhydur305为水性固化剂,且n(—NCO)/n(—OH)=1.1,热固化温度为80℃,热固化150 min。光-热双固化涂膜的硬度、附着力、抗冲击性、拉伸强度均较光固化和热-光双固化的好。

DCPD改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成

以二聚戊二烯(DCPD)为原料先合成不饱和聚酯二元醇,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)合成紫外光固化树脂,用三乙胺中和得到稳定的DCPD改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯(WDUPUA)乳液,同时采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对WDUPUA的结构进行表征。采用单因素变量法探讨了反应温度和反应时间、阻聚剂、n(—NCO)/n(—OH)、DMPA含量和中和剂对合成反应及乳液性能的影响。结果表明:合成过程中第1步反应温度和时间分别为60℃、2.5 h,第2步分别为75℃、4 h,第三步分别为75℃、3 h,阻聚剂用量为0.07%;当n(—NCO)/n(—OH)为1.5、DMPA质量分数为6%、中和度为100%时,为DCPD改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的适宜合成工艺条件。

水性聚氨酯丙烯酸酯接枝角蛋白水凝胶的合成及性能

以水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)光固化凝胶网络作为骨架,利用巯基-乙烯基间的点击化学反应,将角蛋白穿插固定于凝胶网络中制备水凝胶(PKAG)。优化工艺条件为:m(Keratin)∶m(WPUA)=1∶2,光固化时间30min,固形物质量百分数40%,光引发剂用量为固形物总质量的0.05%,角蛋白交联度(DCL)达46.76%,凝胶平衡吸水率(EWC)达96.34%。利用核磁共振氢谱、傅里叶红外光谱以及扫描电镜(SEM)等对凝胶结构和形态进行了研究。

UV光固化水性聚氨酯丙烯酸酯膜的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二醇(PCL)、季戊四醇三烯丙基醚(PEAE)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA),讨论了DMPA和PCL不同物质的量之比和不同异氰酸根指数(R值)对水性聚氨酯丙烯酸酯膜性能的影响。通过差示扫描量热分析、热重分析、吸水率以及拉伸强度等对WPUA固化膜进行表征,分析了不同亲水基团含量和不同软硬段比例对固化膜性能的影响。研究结果表明:硬段含量不变的情况下,n(DMPA)/n(PCL)=0.7时,WPUA固化膜的综合性能较佳;固定n(DMPA)/n(PCL)=0.7的条件下,随着R值的增大,WPUA固化膜的吸水率、拉伸性能、玻璃化转变温度及热分解温度均呈现先下降后上升趋势;当R值为1.5时,膜的综合性能较佳。

UV固化蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器涂料的性能优化

利用多官能度活性稀释剂,将具有3个碳碳双键的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入到自乳化型紫外光(UV)固化蓖麻油改性的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)乳液中,增加体系的交联密度,以提高漆膜的力学性能、固化效率和硬度等,解决蓖麻油改性的WPUA木器涂料固化时间长、漆膜机械性能欠佳、乳液储存稳定性不良等缺点。研究表明:随着PETA添加量(质量分数)从2.3%增加至4.6%,水性聚氨酯丙烯酸酯乳液粒径变化范围为39.7~132.5 nm,乳液粒径分散指数(PDI)变化范围为0.072~0.289。随着PETA添加量的增加,涂膜质量损失率逐渐减小,而涂膜力学性能、硬度、耐水及耐化学品性能均逐渐增加。当PETA添加量为4.6%时,涂膜的拉伸强度最大为7.45 MPa,弹性模量最高为113.61 MPa,断裂伸长率最小为6.23%,涂膜硬度最高4H,光泽度最高为57.2,耐化学品、耐水性能最优;储存稳定性较佳,但是附着力由0级降至2级。因此,多官能度活性稀释剂PETA的引入对蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆膜在力学性能、硬度、耐水及耐化学品等方面的性能优化可起到关键作用。

纤维素纳米晶改性光固化水性聚氨酯丙烯酸酯及其性能研究

以纤维素纳米晶(CNC)作为添加物,对紫外光间化水性聚氨酯丙烯酸酯(UV-WPUA)进行共混改性。通过实时红外、转矩流变仪、紫外-可见光分光光度计、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机等表征手段探究了CNC的添加量对复合树脂及其光同化涂层的性能影响。结果表明:当CNC的添加量为2%时,CNC颗粒在复合树脂中分散性良好,复合涂层的可见光透过率大于85%,铅笔硬度3H,附着力0级,拉伸强度9.8MPa,复合涂层的综合性能最好。

KH-550改性水性聚氨酯丙烯酸酯及其表征

采用盐化和扩链2种方法,使用KH-550对水性聚氨酯丙烯酸酯进行改性,经过离心稳定性分析和激光粒径分析,证明扩链方式改性的产物具有较好的稳定性。对改性产物进行吸水率测定、接触角分析和TG分析。结果表明,使用KH-550改性的水性聚氨酯丙烯酸酯可以一定程度提高涂层的耐水性和耐热性。

二硫化钼-氧化石墨烯纳米粒子的添加量对水性聚氨酯丙烯酸树脂涂层防腐蚀性能的影响

金属腐蚀给世界经济带来巨大损失,防止金属腐蚀成为人们关注的焦点.采用一种简单的方法合成二硫化钼-氧化石墨烯(molybdenum disulfide-graphene oxide,MoS_(2)-GO),将其作为纳米填料加入水性聚氨酯丙烯酸树脂(waterborne polyurethane acrylic,WPUA)涂层,解决金属腐蚀的问题.首先,利用氨基丙基三乙氧基硅烷(aminopropyltriethoxysilane,APTES)对二硫化钼进行改性合成硅烷偶联剂改性二硫化钼(molybdenum disulfide modified by silane coupling agent,A-MoS_(2));然后,将A-MoS_(2)与氧化石墨烯(graphene oxide,GO)在N,N-二甲基甲酰胺(dimethyl formamide,DMF)中进行反应得到MoS_(2)-GO纳米粒子;最后,按照不同添加量(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%)将其加入WPUA涂层.结果显示:MoS_(2)-GO纳米粒子成功合成,对比发现其中0.4%MoS_(2)-GO/WPUA涂层的表面平整致密,接触角为99.67°;在3.5%NaCl溶液中浸泡28 d Bode图中|Z|_(0.01Hz)为3.19×10^(7)Ω·cm^(2),Nyquist图为1个半圈,相角图表现为90°的单峰,表明具有更好的防腐蚀性能.

UV-LED固化大豆油基水性聚氨酯丙烯酸酯的制备

本文以大豆油基多元醇(MESO)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,加入亲水单体二羟甲基丙酸(DMPA)小分子扩链剂1,4-丁二醇(BDO)、中和剂三乙胺(TEA)和封端剂丙烯酸羟乙酯(HEA),合成了大豆油基水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体,然后加入去离子水乳化,即得到可UV-LED固化的大豆油基水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)乳液。探讨了封端剂HEA添加量对WPUA乳液和固化膜性能的影响,实验结果表明,当HEA添加量为20%时,乳液平均粒径增大至151.4nm,粘度降低至114.4mPa·s,薄膜的表面接触角增大至88.7°,膜断裂横截面扫描电镜分析出现“河流状裂纹”,WPUA固化膜属于脆性高分子材料。

紫外固化水性聚氨酯丙烯酸酯在皮革涂饰中的应用

利用聚乙二醇(PEG1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA)合成了一种紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂,并将紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂用于皮革涂饰,测试皮革涂层的物理性能和涂层的表面性能.结果表明:紫外光固化的水性聚氨酯丙烯酸酯树脂经过固化后,胶膜的力学性能、耐化学介质性能得到改善;皮革涂层的物理性能(粘合牢度、耐干/湿擦性、耐折牢度、透气性、耐溶剂性、耐寒性、透水汽性等)及综合性能都达到了皮革涂饰的要求;涂层的表面如光泽、手感、滑爽度均良好.

硅溶胶改性水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的性能研究

采用异氰酸酯基团封端的聚氨酯预聚体与硅溶胶混合的方法,制备出了水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶纳米复合乳液,探究了分散在聚氨酯预聚体中的硅溶胶颗粒的粒径和复合漆膜中硅溶胶的含量对漆膜性能的影响。研究发现,分散在聚氨酯预聚体中的19 nm小粒径硅溶胶颗粒容易团聚,漆膜性能较差;相比之下,91 nm的硅溶胶无机粒子在乳液中具有良好的分散稳定性。复合漆膜中硅溶胶的含量对漆膜的吸水率和力学性能有明显影响,但对漆膜硬度、附着力和光泽的影响较小。结果表明,硅溶胶粒子粒径为91 nm,加入量为复合乳液质量的30%时漆膜性能最佳,吸水率为2.67%,铅笔硬度为3H,拉伸强度为5.77 MPa,断裂伸长率为564.58%,硅溶胶与树脂基质相容性最好。并且与未改性的聚氨酯丙烯酸酯漆膜相比,复合漆膜的耐水性和热稳定性显著提高。