论文部分内容阅读
聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液兼有聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸酯(PA)乳液的优良特性,目前已在水性木器涂料中得到广泛应用。但涂膜的附着力、致密性和收缩性等的不足,限制了其在金属防腐涂料领域的应用。本文首先用二乙胺对环氧树脂中的环氧基团进行开环反应得到环氧树脂基多元醇,然后以此多元醇对聚氨酯-丙烯酸酯乳液进行改性,使聚合物中环氧树脂含量大幅提高,得到的环氧-聚氨酯-丙烯酸酯(PUEA)复合乳液涂膜具有优良的耐腐蚀性能。以二乙胺和环氧树脂CYD-014为原料,对环氧基团开环得到环氧树脂多元醇,并以此多元醇作为改性剂。以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(GE-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂多元醇以及甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,首先采用预聚体法合成含端-NCO基的内乳化型聚氨酯预聚体,然后水分散扩链并包裹甲基丙烯酸甲酯单体,然后对单体进行乳液聚合,合成了环氧改性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。研究了环氧树脂的最佳开环反应条件,合适的开环剂与环氧基团摩尔比为1.2:1,开环反应温度为70℃、开环反应时间5h。研究了合成预聚体过程中各因素对于复合乳液以及涂膜性能的影响。当初始-NCO/-OH值为14、总-NCO/-OH值为1.45、DMPA用量为7%-7.5%、环氧树脂多元醇用量为12%、胺扩链比率为20%-30%、中和度为95%-100%时乳液和涂膜性能优异。在乳液聚合制备环氧改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液的研究中,使用AIBN作为引发剂,引发剂用量为单体用量的1.4%,核单体质量占总质量的25%时乳液及涂膜性能优异。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)对制得产物及乳胶粒结构进行表征。FTIR确定了环氧改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液的结构,环氧树脂多元醇参加反应到聚合物分子结构中;透射电镜(TEM)观察得到的乳胶粒具有明显的核壳结构且粒子粒径小、分布均匀。TG曲线表明最终乳液涂膜的耐热性良好。本研究制得的环氧-聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液成膜性能好,涂膜光泽度高并具有优良的耐腐蚀性能。