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本文采用原位乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二元醇(N210)、1,4-丁二醇(BD)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、N甲基吡咯烷酮(NMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)、蒸馏水、偶氮二异丁腈(AIBN)为原料,合成了聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液,得到了制备综合性能优良的PUA复合乳液的配方及工艺。研究了温度、时间、搅拌强度、分散速度、加料方式、NCO/OH初(总)摩尔比、DMPA含量、MMA含量、乙二胺含量和引发剂对PUA复合乳液性能的影响。
最后确定最优工艺参数如下:预聚反应温度为78℃,中和温度≤40℃,乳化温度介于30~40℃,乳液聚合阶段的温度为70~75℃;初聚反应时间和醇扩链反应的时间均为90min,亲水扩链反应时间为240min,PUA复合乳液的聚合时间为180min;预聚过程搅拌强度略大于400rpm,聚合过程的搅拌强度为250rpm左右;分散速度大于等于4000rpm;NCO/OH初摩尔比为6.9~7.4;NCO/OH总摩尔比为1.3~1.4;DMPA/wt%在6%左右;中和度为90%左右;MMA含量为20%左右;EDA含量占1%左右;AIBN为1.0~1.4%,合成了性能优异的PUA复合乳液。
通过傅立叶红外光谱、凝胶渗透色谱、粒度分析仪、透射电镜等仪器分析表明改性后的PUA复合乳液,兼备了PU和PA二者的优点,各方面性能均达到或超过了委托方要求的性能,可进行中试,并在实际中生产。