水性聚氨酯胶黏剂改性方法之丙烯酸篇

丙烯酸酯改性

      丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法有以下 5种：①PA 与 PU 直接进行物理共混；②外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；③以聚氨酯乳液为种子乳液，进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的 PUA 复合乳液；④两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；⑤接枝共聚。

      先用甲苯二异氰酸酯与大豆油多元醇（ SOL）加聚生成水性聚氨酯，再加入丙烯酸单体并用 K2S2O8 作为引发剂的情况下进行乳液聚合， 成功合成出聚氨酯/聚丙烯酸酯混合乳液。 乳液有很好的稳定性。 并通过傅里叶红外光谱仪、 核磁共振仪、动态力学分析等方法研究了混合乳液薄膜的结构、热性能和力学性能。结果表明，在乳液聚合时，通过接枝共聚将丙烯酸单体引入到水性聚氨酯网络结构中可以使混合乳液的热性能和力学性能得到显著的提高。

      通过在水性聚氨酯分散相中加入丙烯酸单体混合，采用间歇乳液聚合法合成了水性聚氨酯/丙烯酸共聚乳液（ PU/PA），并通过将两种乳液混合的方法制得水性聚氨酯/丙烯酸物理共混乳液。讨论了合成 PU/PA 共聚乳液时，丙烯酸和聚氨酯的质量比与混合乳液的性能和其微观结构之间的关系。并用傅里叶红外光谱和热重分析仪表征PU/PA 共聚乳液和物理共混乳液。结果表明：由于 PU/PA 共聚乳液的相容性要比物理共混乳液的好，使得 PU/PA 共聚乳液的化学性能和力学性能得到提高，并指出混合比为 1∶ 1 时共聚乳液的各项性能最佳。

      以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、二羟甲基丙酸（ DMPA）、聚酯二元醇（ XH-111）、三羟甲基丙烷（ TMP）、 1,4-丁二醇（BDO）和丙烯酸羟乙酯（ HEA）等为主要原料，制得 HEA 封端的水性聚氨酯乳液，再加入丙烯酸酯单体进行自由基聚合制备出丙烯酸酯改性的水性聚氨酯胶黏剂乳液。结果表明，当 w(—COOH)为 1.48%～1.50%、w(PA)为 30%、 m(MA)∶ m(BA)为 4∶ 2 时，改性水性聚氨酯胶黏剂的耐水性、耐热性和柔韧性优异，黏接强度可达 5.9 N/mm。

      以异佛尔酮二异氰酸酯（ IPDI）、二羟甲基丙酸（ DMPA） 为硬段， 聚醚多元醇（ N220）为软段，以丙烯酸丁酯（ BA）和甲基丙烯酸羟乙酯（ HEMA）改性，制备了水性聚氨酯（ PU）分散液，测定了水分散液及其膜的物理性能和力学性能。结果表明，与未改性的 PU 水分散液相比，改性聚氨酯水分散液的粒径均有所增大，表面张力减小，力学性能和硬度提高。 HEMA 的引入，形成了具有化学交联的核-壳互穿网络结构的聚合物， 说明改性材料中分子链硬段与 PA 分子链具有较高的相容性。

      丙烯酸酯具有优异的耐光性，耐紫外光照射，有较好的耐酸碱盐腐蚀，极好的柔韧性。改性后的水性聚氨酯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的耐光性、耐候性有机结合，并且改性后的水性聚氨酯成本下降。因此丙烯酸酯改性水性聚氨酯被广泛应用于涂料、皮革涂饰剂、鞋用胶等行业。