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聚脲交联改性丙烯酸酯弹性乳液的制备与性能研究

杨宁  
【摘要】:随着人们环保意识的不断提高和环保法规的日趋严格,水性涂料正因其所具有的低危害、低污染的特性,成为21世纪世界涂料市场的主角,广泛应用于建筑、家具、车辆、轻工等行业,目前在我国也拥有巨大的市场。其中,聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液制备的水性涂料应用已经相当广泛。但面临的问题仍然是水性涂料性能方面的改进以及赋予其更优的特殊功能的方法的探索。众所周知,聚氨酯和聚脲与丙烯酸酯聚合物在性能上具有互补性。聚氨酯改性的丙烯酸酯乳液的合成已经多有报道,但是聚脲改性的丙烯酸酯乳液合成方面则鲜有报道。 本文对乳液聚合理论和成膜弹性原理、丙烯酸酯类弹性乳液的研究进展、聚氨酯(聚脲)改性丙烯酸酯弹性乳液的研究进展进行了全面的综述。 本文对聚脲交联改性丙烯酸酯复合弹性乳液的制备及影响因素进行了探索和研究。为了在性能上对聚脲交联改性后的丙烯酸酯乳液(PUA)和纯丙乳液(PA)进行比较,我们以丙酮为溶剂,通过端氨基聚醚和甲苯二异氰酸酯的缩合反应合成了端异氰酸酯基聚脲预聚物,由于丙酮与胺基的可逆缩合反应,降低了胺基与异氰酸酯基反应的活性,从而可以更好的控制反应速度,降低副反应的发生几率。聚脲预聚体经丙烯酸羟乙基酯双键封端制备了含有两个双键的聚脲交联大单体,以其为外交联剂,通过与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的乳液共聚反应制备了聚脲改性的丙烯酸酯复合弹性乳液,对乳液涂膜进行了物理性能测试及FTIR、DSC和TGA等表征。另外,实验还对聚脲交联大单体及乳液制备过程中的各种影响因素进行了分析讨论,确定了最佳的合成工艺、实验条件、药品用量及加入方式等。 研究表明,聚脲交联改性的丙烯酸酯弹性乳液具有较好的机械性能、耐低温性、热稳定性以及良好的耐溶剂性,可以用来生产建筑用涂料。另外,本文对实验中出现的问题进行了思考和讨论,并对下一阶段的研究进行了说明。


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