阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究李冠荣;张力;何游;彭毅成;付黎黎;王耿衔【摘要】以二乙醇胺、甲基丙烯酸十三氟辛酯为原料,通过迈克尔加成反应合成一种含氟二元醇(F-DEA),并以此为含氟单体,通过缩合共聚的方法与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG-1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)以及季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)反应合成一种阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂.利用FT-IR、1H-NMR等手段对产物的分子结构进行表征.采用粒径分析、接触角、X 射线光电子能谱(XPS)以及各种性能测试手段,对乳液、光固化过程及涂膜性能进行分析研究.结果表明:在一定条件下,该树脂能稳定分散在水中,随着含氟量的增加,乳液粒径增大,但光固化效率有所降低,同时热处理后的氟碳链迁移至涂膜表面,所得的光固化涂膜各种性能较好,特别是耐水和耐酸碱性有明显改善.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)009【总页数】7页(P54-60)【关键词】水性聚氨酯;UV固化;含氟聚合物;表面【作者】李冠荣;张力;何游;彭毅成;付黎黎;王耿衔【作者单位】广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006;广东工业大学材料与能源学院,广州510006【正文语种】中文【中图分类】TQ637.83水性聚氨酯树脂根据其亲水基团所带电性的不同，可将其分为非离子型、阴离子型和阳离子型。
目前，对阴离子型水性聚氨酯的报道［1-3］较多，其产品也已经得到广泛应用。
由于季铵盐型的阳离子水性聚氨酯在水性化过程中工序比较复杂，而且其乳化后的产品稳定性较差，因此，成果主要停留在实验研究阶段［4-6］，能实现工业化的产品还比较少。
水性聚氨酯（WPU）因其众多优点及用途而受到人们的广泛关注，但单一的WPU因其耐水性、硬度、热稳定性等不太理想而限制了其应，因此需要对其进行改性。
聚丙烯酸酯（PA）、有机硅（硅烷偶联剂）具有与WPU互补的性能，是改性WPU比较理想的材料。
论文采用互穿网络聚合法合成了有机硅丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯，取得了明显的技术性能提高改性效果。
摘要：以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、g-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、g-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（KH570）为原料，分别合成了水性聚氨酯预聚体（WPU）、聚丙烯酸酯（PA）、有机硅改性的水性聚氨酯预聚体（SiWPU）和有机硅改性的聚丙烯酸酯（SiPA），然后以WPU、SiWPU、PA、SiPA为原料，采用互穿网络聚合法合成了有机硅-丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯。
通过测定吸水率和水接触角考察了PA、SiPA、SiWPU含量对胶膜耐水性能的影响并分析了反应机理。
结果表明：SiWPU-40%-SiPA-37.5%〔40%为SiWPU的含量（以WPU和SiWPU总质量为基准，下同）；37.5%为SiPA 占膜总质量百分数〕胶膜吸水率从改性前样品WPU的37.8%降低至改性后的6.8%，接触角从56.8°增至86.4°，铅笔硬度从改性前的2B提升至H。
热重分析显示，Tmax（样品热分解速率最大时的温度）从改性前的340.2 ℃提升至412.4 ℃；TEM 表明，改性后的乳胶粒形成了核壳结构；XRD和断面SEM显示，PA和有机硅改性均增加了聚合物的交联度。
结论（1）合成了有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯乳液。
红外光谱分析表明，有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯已经成功合成，并且硅烷偶联剂上的硅氧烷基团已经发生水解、缩合形成了—Si—O—Si—键。
（2）在一定的添加量范围内，PA或有机硅含量越高，改性水性聚氨酯（WPU）的耐水性能越好，且两者的改性可以起协同作用；在PA和WPU上同时引入两种有机硅烷偶联剂的改性水性聚氨酯比只在PA或者WPU上引入一种硅烷偶联剂或者不引入硅烷偶联剂所制备的改性水性聚氨酯中PA和WPU的相容性得到提升，具有更好的耐水性和乳液稳定性。
mdi基水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究1概述mdi基水性聚氨酯胶粘剂（polyurethane adhesive）是一种穿透性胶粘剂，可以同时实现强度和附着力，是目前工业制造过程中广泛使用的胶粘剂之一。
一般来说，mdi基水性聚氨酯胶粘剂具有优异的机械强度、耐热强度、耐非常冷和高温环境耐久性，广泛应用于家具制造、汽车制造、家电机械以及建筑行业。
2合成过程MDI基水性聚氨酯胶粘剂的研制过程大致可分为以下几个步骤：（1）合成MDI基原料：用特殊的化学原料（如挥发性溶剂，四氯化碳，甲苯）经过精确控制合成反应，以生成MDI（氨基甲酰二苯甲醚）及其他MA（甲氨基苯甲酰二酸）等组份。
（2）合成溶剂：将MDI和MA混合，加入水或醇为溶剂制成合成水性溶液；（3）引入增强剂：注入胶粘剂合成溶液中的增强剂（如矿物油、溶剂油、界面活性剂等）可使该水性聚氨酯胶粘剂的机械之强度和粘接性能更为优异;（4）合成聚氨酯。
将上述各原料混合，加入所需的各种增强剂，利用连乳剂工艺或者聚氨酯柔性膜工艺，进行低温反应或高温反应，以生成具有高强度、高粘接力、耐环境及机械性能的富弹性水性聚氨酯胶粘剂。
3性能特点MDI基水性聚氨酯胶粘剂具有良好的粘接性能，能有效满足特定的粘接任务。
它具有良好的机械强度，耐冷热，抗紫外线等特性，能够提供更稳定的结构支撑，增强制造件整体的可靠性。
它还具有优异的耐热能力和附着力，有效提高了制件性能，确保了粘接件获得良好的湿稳定性。
此外，它不仅具有良好的抗化学腐蚀性能，而且还能有效降低上衣层渗透性，从而改善了产品的耐久性。
4结论MDI基水性聚氨酯胶粘剂具有优异的机械强度、耐热强度、耐非常冷和高温环境耐久性，对建筑行业，家具制造行业，汽车制造行业，家电机械行业等有很大的助力和作用。
同时，它还具有良好的抗化学腐蚀性能，抗紫外线能力，改善表面渗透性，能够持久耐久，更安全，满足现代行业多种需求。
