氟碳阴离子水性聚氨酯%2f聚丙烯酸酯分散体的制备及性能分析

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1、-----TITLESTUDYONPREPARATIONANDPERFORMANCEOF FLUOROCARBONANIONICWATERBORNE POLYURETHANE/ACRYLATEDISPERSIONAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofScienceByZhifangZhaoSupervisor:Prof.XiaoruiLiJune,2015-

2、-------氟碳阴离子水性聚氨酯/聚丙烯酸酯分散体的制备及性能研究摘要本课题采用原位无皂乳液聚合法，以乙烯基单体代替有机溶剂，通过在聚氨酯（PU）预聚阶段引入氟醇（FOH）单体，以异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）及聚酯（PCL1000）为主要原料，再加入丙烯酸羟乙酯（HEA），形成以双键及含氟分子链封端的PU预聚体，KPS作用下，引发乙烯基类单体自由基共聚，形成含氟聚氨酯/聚丙烯酸酯（WFPUA）复合乳液。然后通过引入酮肼单体及甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA），在成膜过程中，形成交联网状体系，进一步改善WFPUA综合性能。本文研究了不同条件对酮肼交

3、联改性WFPUA乳液及成膜性能的影响，进一步研究了以GMA为交联单体，其含量对WFPUA乳液及成膜性能的影响。本文主要研究内容如下：（1）通过向含氟聚氨酯/聚丙烯酸酯中引入酮肼单体，制备了一系列不同R值下WFPUA分散液。考察R值变化对其外观与贮存稳定性、乳液粒径、粘度等的影响。红外光谱证明，在PU预聚阶段，形成了以FOH单体封端的PU聚合物；固化成膜过程中，实现了酮肼交联；透射电镜图证明本研究制备了具有核壳结构的WFPUA乳胶粒。当R值小于1时，聚合反应出现凝胶现象，无法制备乳液，随着R值的增大，WFPUA乳液粘度及粒径均逐渐增大，且当R=1.

4、05，乳液粒子及粘度均适宜，且乳液涂层性能亦佳。（2）改变FOH含量在WFPUA共聚物中的含量，得到了不同含量FOH所对应的复合乳液及乳胶膜。观察乳液外观及稳定性，并对其乳液粒径、粘度及乳胶膜防水耐污性、热稳定性及力学性能进行表征，结果显示，随着FOH含量的增大，乳胶粒直径逐渐增大，乳液粘度随之减小，WFPUA乳胶膜防水耐污性能提高且吸水率下降，乳胶膜热稳定性及机械性能也有所提高，乳胶膜表面粗糙度结果表明，FOH单体能够增加PU与FPA两相相容性，当FOH占固含量质量分数为6.17%时，WFPUA乳胶膜综合性能最佳。I----（3）调整WFPUA

5、共聚物中的HEA含量，制备一系列不同HEA含量的分散液。随着HEA含量增大，WFPUA乳胶膜吸水率、热稳定性及机械强度均有所提高，但过高的HEA含量导致乳胶膜韧性下降，当HEA含量为固含量的2.55%时，WFPUA复合乳液及胶膜综合性能最好。（4）GMA改性交联WFPUA复合体系，通过对复合乳液外观、粘度、乳液粒径及机械稳定性的观察及测定，结果表明，GMA含量的增大对乳液性能并未产生太大的影响；而表面接触角与吸水率测定结果表明，GMA含量的增加提高了复合膜的防水耐污性；热稳定性及力学性能的分析结果显示，GMA有助于提高乳胶膜的热稳定性和力学强度；

6、涂层测试性能显示，当GMA含量为3%时，具有良好的耐冲击性及硬度。关键词：含氟聚氨酯/聚丙烯酸酯，复合乳液，防水防油，相似相容，酮肼交联，稳定乳液II----STUDYONPREPARATIONAND PERFORMANCEOFFLUOROCARBON ANIONICWATERBORNEPOLYURETHANE/ACRYLATEDISPERSIONABSTRACTInthispaper,wereplacetheorganicsolventwithvinylmonomersbyinsituemulsionpolymerization,theisop

7、horoneisocyanate(IPDI)andPoly(caprolactone)diol(PCL1000)asthemainmaterials,throughintriducingfluorinealcohol(FOH)monomerinpolyurethanepreformedstage,then,thehydroxylethylacrylate(HEA)wasaddedtothesystem,thefluorine-blockedanddoublebond-endpolyurethanewasproduced.ThenKPSwasadd

8、edtothedispersion,thepolyurethaneandthevinylmonomersswolleninPUdispe