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水性聚氨酯涂料-有机硅和丙烯酸复合研究
2021/8/12
1 . 丙烯酸改性
丙烯酸酯与其他合成高分子树脂相比，具有许多突出的优点。如:优异的耐光性、户外曝晒耐久性，即耐紫外光照射不易分解变黄， 能持久保持原有的色泽和光泽，有较好的耐酸碱盐腐蚀，极好的柔韧性和最低的颜料反应性。 将丙烯酸和聚氨酯两类聚合物在微观状态下制备得到的丙烯酸聚氨酯杂合水分散体，可以弥补单一聚氨酯水分散体自增稠性差、含固量低，乳胶膜的耐水性差， 光泽性较差和单一丙烯酸水分散体热粘冷脆，柔韧性差，不耐溶剂的缺点，获得优势互补性能。水性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性，较低的成本有机结合，制备出高固含量、 低成本以及达到使用要求的水性树脂。
利用丙烯酸酯改性聚氨酯乳液大致有物理共混改性和合成共聚乳液两种方法。 共聚乳液的制备方法主要有以下几种： (1)ＰＵ乳液和ＰＡ乳液共混，外加交联剂， 形成聚氨酯 - 丙烯酸酯（ＰＵＡ） 共混复合乳液； (2)先合成ＰＵ聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核/壳结构的ＰＵＡ复合乳液； (3)两种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的ＰＵＡ复合乳液。这些方法巧妙地提高了 PU 和 PA 的相容性。（ 4）合成带Ｃ＝Ｃ双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚， 得到 PUA 共聚乳液。
制备PU和PA 乳液的化学原理不同，前者是加成聚合， 后者是自由基聚合， 因此制备 PUA 乳液的关键是采用适宜的工艺过程将这两种不同的化学原理结合起来。为了制备高性能 PUA 乳液，既要采用独特的工艺，能使上述两种聚合机理有机结合起来，又要采用一些特殊的物料。近十多年来,研究者们不断开发出适合于制备 PUA 分散体的新原料、 新工艺。
2 . 有机硅丙烯酸酯双改性水性聚氨酯
将聚氨酯 - 丙烯酸酯 - 有机硅氧烷三元结合起来，制备水性涂料， 它综合了丙烯酸酯、 聚氨酯、 有机硅三种树脂材料的优点， 而且以水作分散介质符合了环保的要求。三者有机地结合在一起,根据不同用途的要求、 发挥其协同作用的优势, 可以做成有皂或无皂乳液,用作纺织品的涂层剂和皮革涂饰剂。
丙烯酸酯与其他合成高分子树脂相比，具有许多突出的优点。如:优异的耐光性、户外曝晒耐久性，即耐紫外光照射不易分解变黄， 能持久保持原有的色泽和光泽，有较好的耐酸碱盐腐蚀，极好的柔韧性和最低的颜料反应性。 将丙烯酸和聚氨酯两类聚合物在微观状态下制备得到的丙烯酸聚氨酯杂合水分散体，可以弥补单一聚氨酯水分散体自增稠性差、含固量低，乳胶膜的耐水性差， 光泽性较差和单一丙烯酸水分散体热粘冷脆，柔韧性差，不耐溶剂的缺点，获得优势互补性能。水性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性，较低的成本有机结合，制备出高固含量、 低成本以及达到使用要求的水性树脂。
利用丙烯酸酯改性聚氨酯乳液大致有物理共混改性和合成共聚乳液两种方法。 共聚乳液的制备方法主要有以下几种： (1)ＰＵ乳液和ＰＡ乳液共混，外加交联剂， 形成聚氨酯 - 丙烯酸酯（ＰＵＡ） 共混复合乳液； (2)先合成ＰＵ聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核/壳结构的ＰＵＡ复合乳液； (3)两种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的ＰＵＡ复合乳液。这些方法巧妙地提高了 PU 和 PA 的相容性。（ 4）合成带Ｃ＝Ｃ双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚， 得到 PUA 共聚乳液。
制备PU和PA 乳液的化学原理不同，前者是加成聚合， 后者是自由基聚合， 因此制备 PUA 乳液的关键是采用适宜的工艺过程将这两种不同的化学原理结合起来。为了制备高性能 PUA 乳液，既要采用独特的工艺，能使上述两种聚合机理有机结合起来，又要采用一些特殊的物料。近十多年来,研究者们不断开发出适合于制备 PUA 分散体的新原料、 新工艺。
2 . 有机硅丙烯酸酯双改性水性聚氨酯
将聚氨酯 - 丙烯酸酯 - 有机硅氧烷三元结合起来，制备水性涂料， 它综合了丙烯酸酯、 聚氨酯、 有机硅三种树脂材料的优点， 而且以水作分散介质符合了环保的要求。三者有机地结合在一起,根据不同用途的要求、 发挥其协同作用的优势, 可以做成有皂或无皂乳液,用作纺织品的涂层剂和皮革涂饰剂。
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