核壳结构交联含氟聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备研究(2)
2.6 主要分析仪器 12
3 结果与讨论 13
3.1 红外光谱表征 13
3.2 粒径及粒径分布测试分析 15
3.3 DMPA加入量的影响 21
3.4 DAAM用量对乳液性能的影响 22
3.5 DAAM对PUA涂膜性能的影响 22
3.6 乳液外观分析 23
3.7 胶膜成膜性分析 25
4 结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）是一种集PU性能和PA性能于一身的综合性能优异的材料。其固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、柔韧性、粘附力和优良的耐低温性以及聚丙烯酸酯优良的光学性和耐候性。
大量的研究和试验证明，PUA作为预聚物制备的高分子固化材料具有以下特点：其高聚物分子链间形成的多种氢键能使聚氨酯膜具有优良的机械耐磨性和柔韧性；涂膜具有优良的耐化学性能和耐高低温性能；涂膜对难以粘接的基材，如塑料，有较佳的附着力；PUA的组成和化学性质比环氧树脂有更大的调整余地，因此可合成多种具有不同特性的PUA预聚物，如高硬度的、或高柔韧性的、或高弹性的PUA固化膜均可制得。但是作为高档涂料基料，涂膜硬度与耐水性等仍有不足，因而需要对它进行进一步的改进，如在聚氨酯上引入氟，采用交联的形式，或者采用核壳结构来改善其耐水性等性能。
1.1 含氟聚氨酯-丙烯酸酯的概述
含氟聚氨酯丙烯酸酯就是在聚氨酯丙烯酸酯上引入氟元素，从而改善聚氨酯丙烯酸酯的性能。
（1） 含氟聚氨酯-丙烯酸酯
由于F原子的电负性极强，对其核外电子及成键电子云束缚较强，含有C-F键的聚合物分子间的作用力较低，使得含氟聚合物具有较低的表面自由能以及较强的拒水拒油特性。因此，通过引入表面能极低的含氟化合物对聚氨酯成膜材料进行改性，可有效地提高涂膜的抗水抗油性能。国内外通过含氟丙烯酸酯改性聚氨酯乳液大大改性了聚氨酯丙烯酸酯的性能。试验证明，通过含氟丙烯酸酯对聚氨酯进行改性，可有效地提高聚氨酯材料的表面性能。
（2） 氟的优点及应用
将含氟基团引入聚氨酯结构中，既保留了PU优异的力学性能和两相微结构特征，又在很大程度上改善了PU的整体性能，使材料获得优异的低表面能性、抗水抗油性、润滑性、耐热耐化学品性以及抗玷污性和良好的生物相容性，这项应用已成为PU的新发展方向，广泛应用于各个领域。特别是在工业、建筑、汽车、轮船、飞机等的表面涂层上。目前，在聚氨酯结构中引入含氟链段的3种主要方法分别是：由聚氨酯软段引入、由聚氨酯硬段引入以及由丙烯酸酯引入。其中由含氟丙烯酸酯引入的方法更具有实用经济价值，所制的的材料拥有更高的实用价值。
1.2 交联型聚氨酯-丙烯酸酯的概述
将PU乳液和PA乳液通过化学共聚的方法可以合成交联型PUA复合乳液，更好的结合PU乳液和PA乳液的优点，使PUA复合乳液具有更加优异的性能，扩大乳液的应用范围。
根据聚合机理，聚合反应可分为连锁聚合和逐步聚合两大类。合成PU的反应属于逐步聚合，而合成PA的自由基聚合属于连锁聚合。因此，要将PU和PA两种不同的乳液化学共聚，关键在于如何将两种完全不同机理的聚合反应有机结合起来，以制备稳定的具有优异性能的PUA复合乳液。本实验采用种子乳液聚合方法制备PUA复合乳液，但是它制得的乳液并不能很好的发挥PU和PA各自的特点，因此还需采用交联来进行改性。交联方式的不同，得到的效果也有所差异。