水性聚氨酯的改性

目前已商品化的水性聚氨酯大多是線形聚合物, 其耐水性和耐溶劑性較差 ,且聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低。改性的目的主要是提高其膠膜的耐水性 、耐溶劑性、耐化學品性能以及力學性能。 這些性能的改進可通過接枝或嵌接其他聚合物,外加或內置交聯(lián)劑以及共混合形成互穿聚合物網絡等手段來實現(xiàn)。應用的方法包括丙烯酸酯改性、環(huán)氧樹脂改性 、硅烷偶聯(lián)劑改性 、脲丁酮 (HDI二聚體, 二氮雜環(huán)丁二酮 )改性等, 另外還可以預留部分NCO使之與水反應產生交聯(lián),或者封端異氰酸酯在一定條件下解封閉反應后交聯(lián)以及輻射交聯(lián)固化等。

丙烯酸酯改性

單一的聚氨酯乳液(PU),雖然聚氨酯涂層優(yōu)點明顯, 但其穩(wěn)定性 、自增稠性 、膜的保光性差以及固含量低 ,且價格較高, 應用受到限制。純聚丙烯酸酯乳液(PA)則存在拉伸強度和撕裂強度、耐磨性 、耐水性、耐化學品性差的問題。聚氨酯-聚丙烯酸酯 (PUA)復合乳液能克服原乳液各自的缺點,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,使乳液及膠膜性能得到明顯的改善 ,應用前景廣闊,被譽為“第三代水性聚氨酯 ”。

制備PUA復合乳液的方法很多,綜合起來可分為直接摻混法、復合乳液共聚法、接枝共聚法、互穿網絡法及核-殼聚合法等。直接摻混法是將PU與PA乳液機械共混,分子鏈之間能夠形成氫鍵或其他化學鍵 ,能夠在一定程度上改善水性聚氨酯的性能,但不容易得到穩(wěn)定的混合體系。

復合乳液共聚法工藝途徑有不飽和單體法和不飽和化合物封端法 2 種。接枝共聚法又分3種,(1)共混交聯(lián)法;(2)雙預聚體法;(3)PU膜表面與PA的接枝互穿網絡聚合物是一種新型的聚合物混合物, 由2種共混的聚合物分子鏈相互貫穿而形成網絡結構。其中至少有一種聚合物是網狀的,另一種聚合物可以線型的形式存在。該形式聚合物在許多方面表現(xiàn)出極佳的性能。核-殼聚合法是一種比較前沿的聚合方法,該方法的反應機理是聚氨酯水分散體聚合物先在水相中形成膠體微粒 ,加入的丙烯酸酯等單體溶脹到膠粒內部聚合 ,形成另一種聚合物。該工藝制備出的即為核-殼型結構的聚合物乳液。