聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液雖然較單一乳液的性能有很大改善,但是其涂膜的硬度、耐水性、耐化學品性還難以滿足高檔水性木器涂料的要求。最近,湖南大學化學化工學院在聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液中,以不同方式加入環(huán)氧樹脂,分別制備了物理共混和化學共聚的聚氨酯-丙烯酸酯-環(huán)氧樹脂復合乳液(PUEA),著重研究了環(huán)氧樹脂加入方式、用量等對乳液及涂膜性能的影響。發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂對于涂膜的硬度、耐水性、耐化學品性等有明顯改進;研究還表明,環(huán)氧樹脂的質量分數(shù)在3~4%為宜。近年許多研究者利用PU乳液和PA乳液性能上具有的良好互補作用,共聚制備聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)復合乳液;在先前的PUA復合乳液研究基礎上,加入環(huán)氧樹脂,合成環(huán)氧樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸酯(PUEA)復合乳液,可使其涂膜的吸水率顯著降低,硬度與其他有關性能也有一定提高。
隨著人們環(huán)保意識的日益增強,許多國家立法嚴格限制涂料中的有機揮發(fā)物(VOC),環(huán)境友好涂料是涂料發(fā)展的必然趨勢。水性涂料被認為是減少VOC的最佳涂料,近年來發(fā)展十分迅速。目前市場上的水性涂料基料主要有聚丙烯酸酯(PA)乳液和聚氨酯(PU)乳液,其與溶劑型產品相比,具有安全、不燃、無毒、不污染環(huán)境等優(yōu)點,但是單一PA乳液的成膜性、耐磨性、耐化學品性、附著力等性能較差,而PU乳液在穩(wěn)定性、自增稠性、固含量、耐水性等方面不盡如人意。近年來,許多研究者利用PU乳液和PA乳液性能上具有的良好互補作用,共聚制備聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)復合乳液。雖然PUA復合乳液的性能有很大提高,但是作為水性木器涂料基料,仍存在吸水率高、硬度偏低等不足。在先前的PUA復合乳液研究基礎上加入環(huán)氧樹脂,合成了環(huán)氧樹脂改性的聚氨酯-丙烯酸酯(PUEA)復合乳液,并對其性能進行了測試。研究表明,PUEA復合乳液涂膜的吸水率顯著降低,硬度與其他有關性能也有一定提高。
研制的步驟即乳液與涂膜的制備,共試驗了化學共聚法、物理共混法2種。實驗原料包括甲苯二異氰酸酯(TDI-80)、環(huán)氧樹脂(CYD-012)、聚醚二元醇(PPG-10)、二羥甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)等。結果表明:加入環(huán)氧樹脂對制備的PUEA乳液穩(wěn)定性有很明顯的影響,通過實驗證明加入的環(huán)氧樹脂質量分數(shù)為3~4%為宜;PUE/MMA分散液乳膠粒粒徑較小并且尺寸分布均一,PUEA復合乳液乳膠粒平均粒徑增大且分布也變大,PUEA復合乳液的耐熱性比PUE/MMA分散液的耐熱性好;化學共聚法制備的乳液在鉛筆硬度,光澤度、耐水陛和耐化學試劑性較物理共混法的都要好,所以說明在制備PUEA乳液時采取化學共聚法較好;加入環(huán)氧樹脂后制備的PUEA乳液比不加環(huán)氧樹脂的純PUA乳液多項性能上升,特別是耐水性、耐化學試劑性、硬度及某些力學性能顯著提高。