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改性纳米二氧化硅-丙烯酸酯聚氨酯乳液的制备及表征

于欣伟 , 张庆 , 陈姚 , 王步华 , 余子文 , 赵苗苗

电镀与涂饰

以自制改性纳米SiO2水分散液、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为原料,通过乳液聚合法制得改性纳米SiO2-丙烯酸酯聚氨酯乳液(SiO2-PUA).通过傅里叶变换红外光谱、Zeta电位测试、热重分析和粒径分布测试等手段对乳液进行了表征,测试了漆膜的硬度、吸水率和耐醇性等性能,探讨了纳米SiO2添加量的影响.当纳米SiO2的添加量≤PUA含量的5%时,SiO2-PUA在469 cm-1处出现了明显的Si-O键弯曲振动峰,而PUA则没有,说明纳米SiO2与PUA可能发生了化学键合.添加5%改性纳米SiO2后,PUA乳液的Zeta电位由-46.5 mV变为-40.1 mV,绝对值减小,稳定性较好;热分解温度比PUA提高了35℃;胶粒平均粒径在纳米级,且SiO2粒子分散均匀;其漆膜硬度提高至4H,吸水率降为10.35%.

关键词: 丙烯酸酯聚氨酯 , 乳液 , 气相二氧化硅 , 改性

水性丙烯酸酯聚氨酯乳液的合成及性能

王步华 , 陈姚 , 于欣伟 , 秦中海 , 张莹娇 , 余子文

电镀与涂饰

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为原料,采用种子乳液聚合法制备了水性丙烯酸酯聚氨酯(PUA)乳液。探讨了异氰酸根指数 R,二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)等用量以及中和度对 PUA 乳液及其漆膜性能的影响,获得了PUA乳液的最佳合成条件:R =1.3,DMPA添加量为PU质量的6%,TMP和MMA的添加量分别为PUA质量的1%和30%,中和度为90%~100%。红外光谱分析表明,成功合成了 PUA 乳液。在优化条件下制备的乳液外观呈蓝色半透明状,平均粒径71.89 nm,黏度为66.13 mPa·s,具有较好的稳定性。以该乳液制备的漆膜附着力1级,硬度H,吸水率13.84%,具有较好的耐醇性。

关键词: 丙烯酸酯聚氨酯 , 水性乳液 , 吸水性 , 耐醇性

硅溶胶/有机硅改性丙烯酸酯聚氨酯复合材料的制备

吴文心 , 陈姚 , 李嘉欣 , 赖思桃 , 黄湘华 , 蔡晓敏 , 张莹娇

电镀与涂饰

以有机硅KH570为偶联剂,把硅溶胶引入到丙烯酸酯聚氨酯(PUA)中,采用原位分散聚合法制备了硅溶胶/有机硅改性丙烯酸酯聚氨酯(SPUA)复合材料,研究了 KH570和硅溶胶的添加量以及硅溶胶与有机硅/丙烯酸酯聚氨酯的反应时间对SPUA 复合材料平均粒径、附着力、硬度、耐水性和耐醇性的影响,获得了较佳的反应条件:KH5707.0%,硅溶胶5.5%,反应时间3 h。通过红外光谱对较佳条件下制备的SPUA复合材料进行了表征,并与市售产品进行了综合性能对比研究。结果表明,SPUA复合材料出现了N─H弯曲振动吸收峰2046 cm?1,游离态N─H键的产生说明PUA的N─H键在有机硅的作用下产生电子偏移;硅溶胶的 Si─O─H伸缩振动吸收峰从原来的3568 cm?1处移到了复合后的3442 cm?1处,且峰变宽,吸收强度变大,说明硅溶胶通过与有机硅作用接枝到PUA分子上。与市售产品比较,SPUA 复合材料的硬度、附着力、耐水性和耐醇性等性能更好。

关键词: 复合材料 , 丙烯酸酯聚氨酯 , 有机硅 , 硅溶胶 , 改性 , 乳液聚合

水性硅溶胶/丙烯酸聚氨酯纳米复合乳液的制备

黄湘桦 , 邓淑芬 , 陈姚 , 陈倩怡 , 张远玲 , 陈晓桐 , 谢雪军

电镀与涂饰

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、硅溶胶、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为原料,采用原位分散聚合法制备了水性硅溶胶/丙烯酸聚氨酯(SiO2/PUA)纳米复合乳液,研究了硅溶胶、DMPA和TMP的用量以及中和度对SiO2/PUA纳米复合涂层性能的影响,确定了较佳的制备条件:硅溶胶最大添加量为SiO2占SiO2/PUA总固含量的4.5%,DMPA添加量为PUA质量的6.5%,TMP添加量为PUA质量的1.25%,中和度控制在90%.在此条件下制备的SiO2/PUA纳米复合涂层与市售PUA涂膜相比,其硬度、附着力、耐水性、耐溶剂性等都得到一定程度的提高.

关键词: 纳米复合乳液 , 丙烯酸酯聚氨酯 , 硅溶胶 , 二羟甲基丙酸 , 三羟甲基丙烷 , 中和度

丙烯酸酯聚氨酯类涂层的防沾污失效机制研究

张阳 , 刘慧丛 , 杨昕 , 李卫平 , 朱立群

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.增刊(Ⅱ).011

研究了含氟丙烯酸酯聚氨酯(FPA)涂层和丙烯酸酯聚氨酯(PA)涂层暴露在模拟自然环境(紫外光、酸雨、灰尘)中的防沾污性能。结果表明,FPA 涂层的防沾污性能在暴露初期优于 PA 涂层,且随着环境暴露时间的延长防沾污性能逐渐下降。根据两种涂层在模拟自然环境中的表面光泽度、接触角及滚动角的变化特点,初步分析探讨了这两种涂层的防沾污失效机制,发现疏水性的FPA涂层与亲水性的 PA 涂层在模拟自然环境中的防沾污失效机制上存在着差异。

关键词: 模拟自然环境 , 丙烯酸酯聚氨酯 , 涂层 , 防沾污 , 失效

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