含氟丙烯酸酯改性聚氨酯乳液的研究进展
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展

丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展丙烯酸酯改性水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane Modified with Acrylic Acid Ester)在近几年中引起了广泛的关注。
它具有优异的性能和广泛的应用领域,是一种有潜力的高性能材料。
本文将对丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展进行综述,从合成方法、性能调控以及应用领域三个方面进行阐述。
一、合成方法丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成方法主要有两种:乳化聚合法和分散聚合法。
乳化聚合法是通过将水溶性聚氨酯与丙烯酸酯在乳化剂存在下进行共聚反应得到。
此方法具有简单、操作方便、反应温度低等优点,合成的产品分散性好、性能稳定。
而分散聚合法则是通过将聚氨酯与丙烯酸酯分散在共溶剂中共同聚合得到。
此方法可控性好,可以通过改变反应条件来调控产品性能。
二、性能调控丙烯酸酯改性水性聚氨酯的性能可以通过改变聚氨酯段的结构以及调整丙烯酸酯的添加量来进行调控。
聚氨酯段的结构对材料的力学性能、热稳定性和抗水性能有着重要影响。
起硬段物中低分子量杂链段的引入可以改善力学性能,增强材料的耐磨性和拉伸强度。
而丙烯酸酯的添加可以改善水性聚氨酯的柔软性、耐磨性和耐化学性能。
此外,可以通过调整反应条件和配比来控制水性聚氨酯的粒径大小,进而调控粒子分散性和粘度。
三、应用领域丙烯酸酯改性水性聚氨酯在涂料、胶黏剂和封堵剂等领域具有重要的应用价值。
在涂料领域,丙烯酸酯改性水性聚氨酯可以用于喷涂涂料、木器涂料和工业涂料等。
它具有优异的附着力、硬度和耐候性,且不含有机溶剂,对环境友好。
在胶黏剂领域,丙烯酸酯改性水性聚氨酯可用于水性胶黏剂、纸张粘合剂和电子封装材料等。
它具有良好的粘接性能、拉伸强度和抗黏性,可满足不同应用场景的需求。
在封堵剂领域,丙烯酸酯改性水性聚氨酯可用于混凝土修补、管道封堵和地下工程封堵等。
它具有优异的粘接性能、流变性能和耐水性能,可在复杂的工程环境下有效封堵。
综上所述,丙烯酸酯改性水性聚氨酯在合成方法、性能调控和应用领域等方面取得了一定的研究进展。
自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及研究

耐腐蚀性等优点,聚氨酯用丙烯酸酯改性,可明显提
升其性能[3] 。 含氟聚合物具有优异耐水性、耐化学品
性以及耐污性[4] ,在聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中添加有
机氟进行改性,成膜后含氟链段在胶膜表面迁移富
甲基丙烯酸甲酯( MMA) 、丙烯酸丁酯( BA) 、甲基丙
称取 20 g 已脱水的 PCDL 于三口烧瓶中,将三
口烧瓶置于油锅中 加 热, 待 温 度 达 70 ℃ 时, 滴 加
14 4 g IPDI,控制温度在 80 ℃ ,反应 30 min 后,向
反应体系中滴加 2 滴 T⁃9 催化剂,反应 1 5 h,再向
反应体系中加入 1 8 g DMBA,继续反应 1 5 h,开始
到双键封端的 WPU 乳液。
1 2 2 FPUA 乳液的合成
将上述制得的双键封端 WPU 乳液经滤网过滤
除杂后,倒入三口瓶中,然后称取 26 g MMA、18 g
a—双键封端的聚氨酯胶膜; b—FPUA 胶膜
图 1 双键封端的聚氨酯和 FPUA 的红外光谱图
BA、2 5 g TDMA、9 5 g HFBMA、2 g HEAA、3 2 g
合剂、皮革、建筑材料等行业得到广泛应用,但存在耐
集,可以提高 PUA 表面性能、热稳定性、抗老化和耐
候性等性能[5-6] 。
本研究首先合成双键封端的 WPU 乳液,再用
含氟丙烯酸酯对其进行改性,制得交联型水性聚氨
酯⁃含氟丙烯酸酯 ( FPUA) 乳液。 探讨了自交联型
FPUA 乳液合成工艺条件,以及交联单体、甲基丙烯
中图分类号: TQ 323 8 文献标识码: A 文章编号: 1005 - 1902(2020)02 - 0011 - 04
好, 氟化聚氨酯_丙烯酸酯乳液

作者简介 :王小君 (1980—) ,男 ,在读硕士研究生 ,师从杨建军研究员 ,主要研究方向为绿色高分子材料 。
55
王小君 ,等 :氟化聚氨酯 - 丙烯酸酯乳液研究进展
丙酸 (DM PA ) 、二环己基甲烷二异氰酸酯 ( HMD I)在二月桂酸 二丁基锡 (DLDBT)的存在下发生缩聚反应 ,从而制备出一种 共聚型 FPUA 乳液 。
COOR f
COOR
然后在一定温度下加入异佛尔酮二异氰酸酯 ( IPD I) ,聚
环氧乙 烷 二 元 醇 (M n = 2000 ) , DM PA , N - 甲 基 吡 咯 烷 酮 (NM P)发生缩聚反应 。
M in J iang等 [6 ]则利用甲基丙烯酸羟乙酯制备了另一种结
构的不含氟基团的大分子单体 。他们液的结构特征
目前已见报道的氟化聚氨酯 - 丙烯酸酯乳液的结构均有 如下的特点 :即亲水基团由聚氨酯链段引入 ,而氟链段则由含 氟丙烯酸酯 ( FA )引入 ,这样制备的 FPUA 乳液粒子均为丙烯 酸酯 /聚氨酯 (A /U )型结构 ,即壳部分由亲水性的聚氨酯链段 组成 ,而核部分则由疏水的丙烯酸酯链段组成 。从聚氨酯链 段和丙烯酸酯链段的结构关系来看 ,可以分为共聚型和非共 聚型两类 。
在含氟化合物中 ,氟原子与碳原子之间形成的 C—F键的 键能大 、氟原子的电子云对 C—C键的屏蔽作用很强 。由此含 氟化合物具有优异的低表面能 、耐水性 、耐油性 、润滑性 、耐热 性 、耐化学品性以及耐沾污性和良好的生物相容性 。因此 ,氟 的引入可以大幅度改善涂膜的表面性能 ,从而很大程度地提 高了涂料的品质 。氟化聚氨酯 - 丙烯酸酯 ( FPUA )乳液在其 自身优异的性能的基础上又被赋予了独特的耐水性 、耐油性 和耐沾污性 ,已经成为新一代 PUA乳液的发展代表 。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展

中 国 胶 粘 剂
・3 ・ 4
CHI NA ADHE I S S VE
20 0 6年 5月第 1 5卷第 5 期
V l1 o5, y 0 6 o。5 N . Ma . 0 2
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
赵灵霞 钱公 望 2 ,
联 的作用 , 因此 , 此类产品能够单组分长时间稳定储
存 。 是 由于在涂 膜 的干燥 过程 中 , 但 随着 水 和助溶剂 的挥 发 , 膜 的玻璃 化 温度 (g 不断 升高 , 系粘度 涂 T) 体
从而使聚氨酯乳胶膜的性能得到明显改善[ 。 2 一 目 , 前 丙烯酸酯改性水性聚氨酯的主要制备方 法有 : 共混、 复合乳液共聚、 接枝共聚等 劈 法 。
(.华 南 理 工 大 学 环境 科 学 与 工 程 学 院 , 东 省 广 州 市 1 广 5 0 4 ;2 南 理 工 大 学 制 浆 造 纸 工 程 国 家 重 点 实 验 室 , 东 1 6 1 .华 广
省广州市
5 04 ) 16 1
摘要 : 详细 介绍 了丙烯酸酯改性水性聚氨 酯的三种 方法 : 混改性 , 其 复合 乳液共聚改性 , 接枝 菸聚 改性 ,
烯 酸 良好 的 耐候性 和 耐水性 两 者 有 机 地结 合 起 来 ,
性 ,将富集于水 油两相界面 , D 的酰肼部 位与 AH D A 的羰 基进 行 脱 水反 应 , A M 形成 交 联 得 到腙 化合
物嘲 反应是 平衡 反应 , 。 随着 水分 子的脱 除 , 反应 向右 进行 , 达到一 定 的交联 程度 。 水在 体系 中起着 阻碍交
综述 了国内外丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展。
关键词 : 水性聚氨酯; 丙烯酸酯; 改性
短链含氟丙烯酸酯对水性聚氨酯的改性研究

关键 词 : 性 聚 氨 酯 ; 氟 丙 烯 酸 酯 ; 聚 ; 水 性 水 含 共 疏
中 图分 类 号 :Q 3 . 2 文 献标 识 码 : 文 童 编 号 :0 4 24 (0 0 0 — 0 2 0 T 43 3 4 A l0 — 8 9 2 1 )2 0 2 — 5
0 前
言
含 氟 水 性 聚 氨酯 ( P 乳 液 ; F U) 最后 进 一 步 研 究 了合 成
HA, 上海高桥石化公司; 丙酮 , 短氟碳链化合物, 对环境( 或人体) 危害性相对较小 , 并且 烯酸羟乙醋( E )化学纯 ,
其疏水效果与含长 氟碳链 的织物处理剂相近 。 分 析 纯 , 海 有 机化 工 试 剂 研 究所 ( 03n 分 子 筛 上 经 . m
; 化 成 因此 ,本 文选用 含短 氟碳链 的 甲基丙 烯 酸三 氟 乙 浸 泡 7d处 理 ) 乙 二胺 , 学 纯 , 都 光 华 化 学 试 剂 三 T A)分 上 甲基丙 烯 酸三 酯 (F A) 为 WP 的改 性 剂 , 先 采用 内乳 化 法 厂 ; 乙胺 ( E , 析纯 , 海试 剂 厂 ; T ME 作 U 首 氟 乙酯 ( F A) 化 学 纯 , T ME , 哈尔 滨 雪 佳 氟 硅 化 学 有 限 制 备 出 C C双 键 封 端 的 水 性 聚 氨 酯 ( C U 乳 液 ; = C WP )
有机氟改性丙烯酸酯乳液研究进展

C—C主链 和内部分子严密地包住 , 形成 “ 屏蔽 保 护”, 持 高 度 保 的稳定性 H 。通过在丙烯 酸酯 聚合 物 中引入 含氟 基团得到 聚丙 J 烯酸氟代烷基酯 , 成膜 的过程 中, 氟侧链 趋 向朝外 , 向空 在 全 并 气 中伸展 , 全氟烷基会富积 到聚合 物与 空气 的界 面上 , 以氟 改 所 性丙烯酸树脂具有较 强的化学惰性 J 。 有机氟改性丙烯酸 酯聚合物兼具 了丙烯酸酯 聚合物 和氟碳
P l r t i n nier g T i a stt o eh o g ,S ax T i a 30 8 C ia oy i Ma r l dE g ei , ay nI tue f cn l y h ni ay n0 0 0 , hn ) me c e a a n n u ni T o u
子公司 、 u ot 。相 比发达 国家 和地 区 , 国含 氟丙烯酸酯类 D Pn 等 我 单体及其聚合物 的研究 比较 晚 , 主要 研究 单位有 中科 院有机化
学研究所 、 上海 市有 机氟材 料研 究所等 j 国内主要生产 厂 家 。
有哈尔滨雪佳氟硅公司 、 上海 天格 化工有限公 司等 , 生产 品种有 ( 甲基 ) 丙烯 酸六 氟丁酯 、 甲基丙烯酸 四氟丙醇酯 、 甲基丙烯酸 十 二氟庚酯等 。 胡立立等 以 1 1 2 2 H,H, H,H一全 氟辛 醇 、 烯 酸为原 料 , 丙
21年 3 01 9卷第 2 4期
广州 化 工
・7 1・ຫໍສະໝຸດ 有 机 氟 改 性 丙 烯 酸 酯 乳 液 研 究 进 展
费 昀卿 ,李 迎 春 ,朱 玉 明 ,李 振 中
有机氟改性聚氨酯丙烯酸酯乳液的合成及性能

一
系列可紫外光 固化水性聚氨酯乳液及 固化膜 ( U V— WF P U A) 。分别用红外光谱仪 、扫描 电镜 、热重分析仪和 x射线衍射 仪表 征
了固化膜的结构 、形貌、热稳定性和结晶程度 ,并考察 了 D F MA 含量对其性能的影响。加入 D F MA 显著增强 了纯聚氨 酯膜 的
耐水性和热稳定性。当 D F MA含量 为 l 5 %时 , 所制 固化膜表面平整, 只含聚氨酯特征衍射峰 , 综合性 能最好: 邵 氏硬度 9 1 . 5 H A, 拉仲强度 3 . 1 9 MP a , 断裂伸 长率 1 5 . 3 4 %, 附着 力 2级 , 吸水率 2 . 7 5 %, 凝胶率 9 3 . 8 4 %, 水接 触角 7 6 . 2 6 。 , 表面 自由能 3 9 . 2 5 mJ / m 。 关键词 :甲基 丙烯酸十二 氟庚 酯;水性聚氨酯;改性;可紫外光 固化 涂料 ;耐 水性 ;机械性能 中图分类号 :T Q 6 3 0 . 4 文献标志码 :A 文章 编号 :1 0 0 4 —2 2 7 X( 2 0 1 7 ) 2 n HUANG F a n g . h u i . Z h a n g T a o . Qi U F e n g — x i a n * Ab s t r a c t : A s e r i e s o f UV. c u r a b l e wa t e  ̄o me p o l y u r e t h a n e — a c r y l a t e e mu l s i o n a n d t h e i r i f l ms f UV. WF P UA) we r e s y n t h e s i z e d
环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液的研究

激 光 粒 度 分 析 仪, BI⁃90Plus 型, 美 国
本研究以聚四氢呋喃二醇( PTMG) 、异佛尔酮
Brookhaven 公司;傅里叶红外光谱仪,IS50 型,美国
原料,季戊四醇三丙烯酸酯( PETA) 为接枝剂,双酚
国 Kruss 公司;动态机械性能测试仪,3365 型,美国
度不断升高,断裂伸长率不断降低。 这是由于 E⁃44
含量增加,体系中羟基数目增加,从而提高了体系的
交联密度;硬段与软段相互缠绕,削弱了软段的润滑
作用,限制了分子链间的相对滑移,导致分子链不易
被拉伸;另外,E⁃44 中的刚性苯环结构令聚氨酯的
硬段增多。 这些因素导致胶膜的拉伸强度增加,断
裂伸长率降低。
1 3 EWPUFA 胶膜的制备
将适量的杂化乳液倒入 10 cm × 10 cm 聚四氟乙
烯模具中,乳液中不能存在气泡,放置在室温下干燥
4 d 得到 EWPUFA 胶膜。
1 4 分析与测试
拉伸强度测试根据 GB / T 1040—92,拉伸速率
为 50 mm / min。
吸水率的测试方法:将胶膜制成 1 cm × 1 cm 的
而降低的原因,一是氟元素含量逐渐降低,二是链段
刚性增加,含氟链段的运动能力被削弱,迁移到表面
能力变差。
2 5 吸水率
图 3 为不同 E⁃44 含量的 EWPUFA 胶膜的吸水
率曲线。
图 2 不同 E⁃44 含量的 EWPUFA 胶膜的应力⁃应变曲线
由图 2 可见,随着 E⁃44 含量增加,胶膜拉伸强
EWPUFA5
84 3
82 4
注:γ s = γ ps +γ ds ,其中
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Ab t a t T e g n r l me h d o y t e i a d t c n lg f c a n sr cu e o u r a e c ya e a d s r c : h e e a t o s f s n h ss n e h oo y o h i t t r f f o n t d a r lt n u l i
1l 共 聚 型 -
共聚型乳液聚合是将 聚氨酯 和含氟丙烯酸酯 单体通过化学反应形成一个有机的整体 , 与非共聚 型乳液聚合法得到的复合材料相 比, 非共聚型得到 的乳液 中大部分聚氨酯和含氟丙烯 酸酯仍单独存 在, 在成膜后呈复混状态 , 能充分发挥各 自的优 不 点。 而共聚产物更能充分体现各组分的优点【 共聚 5 】 。
Z E GZ-igY ig f gLA i —u , N hn - ig H N ij , U Qn —e ,I OJa ln WA G Z e g pn n n n
( h mc E gneigadT cnlg, u nzo nvrt, u nzo 10 6 C ia C e i ̄ n er n eh ooy G a gh uU i s y G aghu5 0 0 , hn ) i n ei
i t d c d a d te d s d a tg s a d r s a c i ci n o u f—n td wae b r e p l u e h n - oy cy ae o n r u e , n h ia v na e n e e r h d r t ff o o e o l i ae t r o o y r t a e p l a r l t f n t e r lv n r a r on e u n Ch n . h e e a t e swe ep i td o t i a a i Ke r s f o n ; tr o e p l u e h n ; h i t c u e a p ia in y wo d : u r e wae b r o y r t a e c an sr t r ; p l t l i n u c o
能方 面略显不 足 。 聚丙烯 酸酯 (A) 而 P 乳液 在这 方 面 恰恰 表 现优异 [。 2 因此 , 聚氨酯 上 引入丙 烯酸 酯 可 1 在 弥补 双 方 的不 足 。 由于 F原子 的电负 性 极强 , 其 对
氨酯材料 的表面性能 , 含氟丙烯酸酯改性水性聚氨 酯 的 聚合方 式 主要有 共 聚型和非 共 聚型两 种 。
( 广州大学 化学化工学院 , 东 广 州 5 0 0 ) 广 10 6
摘
要 : 国内外含氟丙烯酸酯改性 聚氨酯乳 液( P A) 对 F U 中的氟化丙烯酸酯 / 聚氨酯链段结构 的合成方
式及工艺进行 了较为全面的论述 , 介绍 了含氟丙烯酸酯改性水性 聚氨酯 的优异性能及其应用领域 。指出了含
随着人们环保意识 的增强和各 国政府 的环 保 立法 , 具有环保 、 安全 的水性聚氨酯的研究 和开发
逐 渐成 为研究 的热点 …。聚氨 酯具 有独 特 的软 硬 段 结 构 ,作 为 一种 成 膜材 料 使其 具 有 良好 的柔 韧 性 、 对 基 材 的粘 附性 以及 优 异 的抗 划 伤性 和 拉伸 性 , 但
耐候性 、 械强度 、 机 自增 稠性 以及 涂膜 的光 泽 等 性
1 国 内外 含 氟 丙 烯 酸 酯 改 性聚 氨酯 乳 液 的 链 段 结 构
聚 氨酯 具有 独 特结 构 和 良好 的使 用 性能 , 过 通 含 氟 丙 烯酸 酯对 聚氨 酯进 行 改性 , 有 效地 提 高 聚 可
氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯当今研究 的热点 和今后发展方 向。 关键词 : ; 氟 水性聚氨酯 ; 链段结构 ; 应用
中 图分 类 号 :Q 2 . T 3 38 文献标识码 : A
lt m u so s a e e li n Pr g e si u rn t d wa e b r e o r s n f o i a e t r o n l
型乳液聚合通 常分 为 3种 :1聚含氟丙烯酸酯 一 () , 含有 C F — 键的聚 合物分子间的作用力较低 , 使得含氟聚合物具有较
低 的表 面 自由能 以及较 强 的拒水 拒油特 性【 1因此 , s。 ”
通过引人表 面能极低 的含氟化合物对聚氨酯成膜 材料 进 行 改 性 ,可 有 效 地 提 高 涂 膜 的拒 水 拒 油 性
化
学
工
程
师
C e cl n ier hmi E gne a
21 0 2年第 0 6期
:
文章编号 :0 2 12 { 0 2 0 一 o 3 o 1 0 — 4 2 1 )6 o 3 一 4 1
坏
: -
谜
含 氟丙烯酸酯改性聚氨 酯乳液 的研 究龈
郑梓敬 , 余庆峰 , 廖建伦 , 王正平
p l rt n f u r ae aeb rep l rta e p la rl ee l o s( P A)t o ea da ra eeds o u e a eo oi t w tro o u e n - oy c a mus n F U a h m n bo d w r i y h l f n d n y h y t i —