核壳结构交联含氟聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备研究(3)
1.2.1 自交联
采用乳液聚合工艺，通过加入双丙酮丙烯酰胺（DAAM），合成了具有活性酮羰基的聚丙烯酸酯乳液，同时通过羟基酮将酮羰基引入聚氨酯分子中，经分散得到含活性酮羰基的聚氨酯树脂，将二者混合，并加入己二酰肼（ADH），得到酮肼交联水性聚氨酯-聚丙烯酸酯（PUA）复合树脂。通过红外光谱、动态力学分析和粒径测试等测定对涂膜结构和性能进行了表征和分析，并将其与常规水性聚氨酯-聚丙烯酸酯树脂等进行了比较。结果显示，酮肼交联的水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂具有较好的性能。
1.2.2 高温交联
目前高温交联多采用羟甲基-丙烯酰胺进行交联，这种交联形式可以大幅度的提高交联程度，并且改善乳液的耐水性。但该交联成本较高，所以目前国内外对于这方面的研究并不普遍。但通过实验发现，该交联所得乳液性能较不交联更优异。
1.2.3 乳化机理
亲水性PU预聚体的乳化过程即微离子点阵解离及分子链段上疏水链段部分聚集的过程。随着乳化的进行，预聚体的聚集态结构发生相应的变化，体系的粘度也会发生明显的变化。
在乳化过程开始阶段，随着少量水的加入，体系局部出现浑浊，水分子进入由离子基团组成的微离子点阵，使成盐基团电离，同时还破坏了以库仑力形成的微离子点阵，削弱了含离子链段间的吸引力，造成体系粘度略有下降。随着水的进一步加入，体系逐渐变得浑浊，形成多相体系并表现为粘度急剧增大。水含量的增加，加大了成盐基团的电离程度，同时水的引入还破坏了预聚体分子的溶剂化层，分子中疏水链段发生蜷曲并相互靠近，形成疏水性聚集体，这种聚集体起到了物理交联的作用，导致体系粘度逐渐升高，并达到极值。粘度极值时疏水链段的聚集程度达到了最大，即体系达到了相反转的临界状态。再加入少量水就会引起相转变的发生。
在乳化过程完成阶段，随水含量的进一步增大，体系粘度快速下降。此时体系已开始由W/O型向O/W型转变，连续相由有机相变为水相。但由于连续相中的水分子大多以结合水的形式包围在分散相周围，体系中的自由水很少，分散相粒子间的相互作用依然较高，体系粘度在降低的同时仍文持在较高的水平上。此时，随着水的进一步加入，体系的粘度骤然下降，这标志着相反转己经发展完全，更多的水只是起到稀释的作用。
1.3 核壳结构聚氨酯-丙烯酸酯的概述
核壳结构由于其独特的结构特性，整合了内外两种材料的性质，并互相补充各自的不足，是近几年形貌决定性质的一个重要研究方向，且经久不衰。
核壳型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液因为在乳胶粒当中同时含有聚氨酯和聚丙烯酸酯，并可通过各种交联改性技术增加两者之间的相容性，使两者更能有机地结合在一起，充分发挥出两者之间性质上的互补作用，在提高水性聚氨酯产品耐水、耐溶剂、耐候性等性能的同时不影响其粘接和力学性能，同时还可以提高其成膜能力，所以成为近年来用于水性聚氨酯性能改进的重要方法和途径。
1.4 研究意义及目的
本课题主要研究PUA作为涂料其涂膜硬度、耐水性、耐候性能较为优异，但其最为高档涂料基料，其涂膜硬度、耐水性及耐化学品性仍然不足。因此，通过对PUA进行改性来改善其性能。
主要通过引入含氟基团来改善其抗水抗油性，考察不同氟含量对乳液性能的影响；并且通过高温交联以及自交联的方式，在不同交联度下观察每种交联方式的效果，试图从中找到一种最好的改性方法来改善其耐水、奶酸碱性等方面的性能。通过对乳液的稳定性、外观、粒径分布、耐水性等性能的测试，来研究各参数对PUA复合乳液制备过程以及性能的影响，从中找出最佳合成工艺。从而扩大PUA乳液的应用范围，使PUA作为涂料可以更好的得到发展。