新聞資訊

NEWS

水性樹脂之水性雙組分涂料用丙烯酸酯乳液的羥值因素

2019-04-15

  以甲基丙烯酸-β-羥丙酯(HPMA)為羥基單體,采用種子乳液聚合、極性單體分段滴加工藝合成了高羥值(98.8mgKOH/g)和高固含量(≥45.0%)的丙烯酸酯乳液,配制水性雙組分丙烯酸酯聚氨酯涂料(2K-WPU),考查了羥值對聚合穩定性、乳液粒徑和涂膜物理化學性能的影響,研究了水性雙組分丙烯酸酯聚氨酯涂料合適的—NCO和—OH物質量的比。研究發現:羥值的提高會增加乳液聚合的凝膠率,降低單體的轉化率,使乳液聚合穩定性下降,乳液粒徑變大,分布變寬;涂膜硬度和交聯度隨羥值的增大而提高,涂膜光澤和耐介質性能分別在羥值為65.9mgKOH/g和82.4mgKOH/g時達到最佳;當n(—NCO)∶n(—OH)為1.5~1.8時,水性雙組分丙烯酸酯聚氨酯涂膜的綜合性能最佳。傅里葉紅外光譜分析表明在涂膜形成過程中—NCO與—OH的固化反應完全需7d,TGA分析了水性雙組分聚氨酯涂膜的耐熱性。

  關鍵詞:丙烯酸酯乳液;高羥值;極性單體;水性雙組分丙烯酸酯聚氨酯涂料(2K-WPU)

  水性雙組分丙烯酸酯聚氨酯涂料(2K-WPU)是一種性能與環保兼備的高品質涂料,它不僅具有溶劑型雙組分聚氨酯涂料的硬度高、耐介質性能好、成膜溫度低和附著力強等優點,而且揮發性有機物含量低,在木器家具、汽車、金屬防腐和工業防護等領域具有廣闊的應用前景[1-4]。水性雙組分丙烯酸酯聚氨酯涂料是由親水改性含—NCO低黏度多異氰酸酯固化劑(A組分)和含—OH水性聚丙烯酸酯多元醇(B組分)組成。B組分水性羥基丙烯酸樹脂具有聚合物結構可調、乳液粒子構型可設計性,且還可賦予多種功能性,是影響水性雙組分涂料性能的重要因素。水性羥基丙烯酸樹脂按制備方法可分為羥基丙烯酸水分散體和羥基丙烯酸乳液。羥基丙烯酸水分散體是通過溶劑聚合方法合成含親水羧酸鹽的羥基丙烯酸聚合物,然后在機械剪切力作用下分散于水中,存在固含量低、聚合物質均相對分子質量不高和VOC含量高等缺陷[5-7]。羥基丙烯酸酯乳液采用乳液聚合的方式制備,目前存在—OH含量不高、固體含量偏低、對聚氨酯固化劑的分散能力不強、雙組分涂膜的外觀不好等缺點[8-9]。研究發現羥基含量(羥值)及分布是影響羥基丙烯酸酯乳液性能的關鍵因素[10-11]。本文采用種子乳液聚合法制備高羥值丙烯酸乳液及水性雙組分聚氨酯涂料,系統研究了羥值對丙烯酸酯乳液及水性雙組分涂料性能的影響。

  甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸-β-羥丙酯(HPMA)、甲基丙烯酸(MAA):均為工業品,日本旭化成化學公司;壬基酚聚乙氧基醚(OP-10):化學純,上海試劑一廠;十二烷基苯二苯醚二磺酸鈉(DowFax2A-1):化學純,Dow化學公司;碳酸氫鈉(NaHCO3)、N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)、過硫酸鉀(KPS):均為化學純,廣東西隴化工有限公司;親水改性脂肪族多異氰酸酯固化劑(BayhydurXP2655):拜耳公司。

  羥基丙烯酸酯乳液的合成采用種子乳液聚合,極性單體分段滴加工藝,設計固含量為48.0%(質量分數)。在裝有溫度計、冷凝管、攪拌槳和恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中加入計量的復合乳化劑、碳酸氫鈉和去離子水,開攪拌升溫至82℃穩定10min后加入適量的引發劑(KPS)水溶液,15min后緩慢加入15%的單體混合液,待體系成藍相并穩定30min;剩余單體分兩段滴加,其中極性單體在兩段滴加的量不同(羧基單體全部前階段加入,羥基單體在前后兩階段的質量比為1∶3)。全部單體加完后,升溫至85℃,補加適量引發劑,熟化2h后降溫到50℃中和,當pH為7.5~8.0時過濾出料。乳液合成過程調控引發劑KPS的濃度、混合單體的配比和滴加速度,以保證乳液聚合正常進行。

  乳液聚合穩定性用凝膠率來表示,乳液聚合完成出料時用120目的濾網過濾,將濾渣干燥至恒質量,稱其質量為m1,聚合加入的總單體量為m0。

  干燥薄膜制成尺寸為60mm×60mm×1mm的試樣,分別置于不同介質中進行耐介質性能測試。測試方法為:分別將涂膜置于去離子水中浸泡3天或95%的乙醇溶液中浸泡24h,擦干表面水或乙醇后分別按式(1)和式(2)測定膠膜的吸介質率(WA/E%)和耐介質失質量率(WX/Y%)。

  其中:m0、m1和m2依次為膠膜的初始質量、擦干表面介質后的質量以及充分干燥脫除介質后的質量。WA和WE分別為膠膜吸水率和吸乙醇率;WX和WY分別為膠膜在水中和乙醇中的失質量率。

(★^O^★)MG经典243_电子游艺 理财投资 英文 历年彩票大奖 哪个app可以买竞彩足球 天津快乐十分前三组1000期彩经网 多乐彩走势图- nba比分直播7m 重庆快乐十分彩计划 欢乐捕鱼人赢话费 麻将手游下载 双色球走势图复式投注计算表 2021平特肖公式 江西时时彩走势360 腾讯分分彩输死多少人 cba比分结果中国赢了还是输了 黑龙江快乐十分走势图彩经网 ag捕鱼王3d的放水时间