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《双重自交联聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液的合成》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第11期应用化学Vol.25No.112008年11月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYNov.2008双重自交联聚氨酯2丙烯酸酯复合乳液的合成3仇诗其张旭东廖阳飞(湖南大学化学化工学院长沙410082)摘要以甲苯二异氰酸酯(TDI280)、聚醚二元醇(Diol21000)、丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、己二酸二酰肼(ADH)和二丙酮丙烯酰胺(DAAM)等为原料,采用原位乳液聚合法,合成了酮肼、环氧羧基双重自交联型聚氨酯2丙烯酸酯
2、(PUA)复合乳液。研究了酰肼基/异氰酸酯基、酮羰基/酰肼基和环氧基团含量对乳液制备过程、乳液及涂膜性能的影响。研究结果表明,当PUA复合乳液中的ADH、DAAM、DMPA化合物中的—COOH和GMA的含量(占PUA的质量分数)分别为411%、212%、116%和410%时,复合乳液涂膜铅笔硬度达3H,耐水性和耐化学品性得到改善。PUA胶粒的平均粒径在100nm左右时,分布更均匀。关键词自交联,水性,聚氨酯,丙烯酸酯,复合乳液中图分类号:O631.5文献标识码:A文章编号:100020518(2008)1121339206目前,应用最广的
3、水性涂料基料有聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液,其中PA乳液的成膜性、耐化学品性等性能较差,而PU乳液在稳定性、固含量及涂膜的耐水性、硬度等方面不尽人意。近年来,研究者们利用PA和PU乳液性能上的良好互补性,用化学共聚法合成了聚氨酯2丙烯酸酯(PUA)复[1～5]合乳液,使PUA复合乳液的综合性能有了很大提高。但作为高档水性涂料基料,其涂膜的耐水性、[3～7]耐溶剂性等仍嫌不足。因此用交联改性方法进一步调整乳液聚合物分子结构成为了研究热点。交[7,8][6,9]联改性法主要有合成交联法和成膜交联法。合成交联法是合成时在聚合物分子
4、链上引入交联[7][8]结构,如傅和青等以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂实现PU分子内交联;孙宁等以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为交联单体参与PUA合成反应,在PA与PU之间起到架桥作用。该法易于凝胶,但交联[9]度有限。成膜交联法也称后交联或自交联,是在干燥成膜时形成交联结构,如崔月芝等合成了酮肼室温交联型PUA乳液。该法存在含自交联基团的物质大多具有毒性、乳液的稳定性较差和干燥速度变慢[6]等不足,由于酰肼类毒性远小于肼类,用酰肼类代替肼类作为交联剂是更为适宜的。本文引入以酮肼交联为主、环氧羧基交联为辅的双重自交联结构,在以PU为壳
5、、PA为核的PUA基础上合成了贮存稳定的双重自交联型PUA复合乳液,其涂膜与非交联及单一交联相比,耐水性、耐化学品性和硬度等性能明显提高。1实验部分1.1试剂和仪器甲苯二异氰酸酯(TDI280)(日本三井化学株式会社);聚醚二元醇(Diol21000)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,42丁二醇(BDO)、三乙胺(TEA)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和己二酸二酰肼(ADH)均为工业级。WQF2410型傅立叶变换红外光谱仪(北京瑞利分析仪器公司);Zetasizer3000HS型激光粒
6、度仪(英国马尔文公司);JSM26700F型场发射扫描电子显微镜(日本电子公司);STA449CDIL402PC型综合热分析仪(德国耐驰公司)。1.2实验方法将干燥并装有搅拌装置、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶置于水浴锅中,加入30gTDI280和22g2007209223收稿,2008201205修回通讯联系人:张旭东,男,博士,教授;E2mail:zxdcn3721@sina.com;研究方向:水性树脂与水性木器(塑料、金属)漆,汽液传质分离技术,炉窑烟气治理技术©1994-2008ChinaAcademicJournalElectro
7、nicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net1340应用化学第25卷Diol21000,在80℃左右反应1h,降温至75℃,加入615gBDO,醇扩链反应1h,再降温至70℃,加入418gDMPA,亲水扩链反应215h,得到聚氨酯预聚体。降温至40℃以下,加入TEA中和摩尔分数99%羧基,加入25gMMA和4gGMA,搅拌得到亲水性预聚体和丙烯酸酯类单体的混合物(PU/A)。将PU/A置于高速分散机下,缓慢加入去离子水分散,然后加入4gADH扩链,得到PU/A分散液。再将
8、PU/A分散液置于水浴锅内,搅拌下升温至70℃左右,3h内均匀滴加012g偶氮二异丁腈(AIBN)和212gDAAM的混合溶液,滴加完毕保温1h,然后升温至80℃反应,当单体转化率基本不变时,
