氟化聚氨酯- 丙烯酸酯乳液研究进展

    王小君,杨建军,吴庆云,张建安,吴明元

    (安徽大学化学化工学院与安徽省绿色高分子材料重点实验室,合肥230039)

    摘要:介绍了目前国内外氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液的研究现状,综述了已见报道的氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液的种类、结构特点、合成工艺以及性能,并指出了国内相应领域研究的不足和今后研发的重点和方向。

    关键词:氟化;聚氨酯-丙烯酸酯;乳液;合成工艺

    0引言

    随着环保和能源双重压力的加重,水性涂料以其在生产、运输和施工过程中的低能耗、低成本和低VOC排放等特点而成为新型涂料发展的重点之一。水性聚氨酯(PU)涂料具有独特的两相结构而拥有良好的柔韧性、对基材的粘附性以及优异的抗划伤性和拉伸性,但耐候性、机械强度、涂料的固含量、自增稠性以及涂膜的光泽等性能不足;而聚丙烯酸酯(PA)乳液在这方面恰恰表现优异。因此,聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液具有两者的共同优点而弥补了双方的不足,国内外学者已经大量研究了PUA乳液的合成方法和乳液性能以及涂膜性能[1-3]。

    在含氟化合物中,氟原子与碳原子之间形成的C—F键的键能大、氟原子的电子云对C—C键的屏蔽作用很强。由此含氟化合物具有优异的低表面能、耐水性、耐油性、润滑性、耐热性、耐化学品性以及耐沾污性和良好的生物相容性。因此,氟的引入可以大幅度改善涂膜的表面性能,从而很大程度地提高了涂料的品质。氟化聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)乳液在其自身优异的性能的基础上又被赋予了独特的耐水性、耐油性和耐沾污性,已经成为新一代PUA乳液的发展代表。

    1FPUA乳液的结构特征

    目前已见报道的氟化聚氨酯-丙烯酸酯乳液的结构均有如下的特点:即亲水基团由聚氨酯链段引入,而氟链段则由含氟丙烯酸酯(FA)引入,这样制备的FPUA乳液粒子均为丙烯酸酯/聚氨酯(A/U)型结构,即壳部分由亲水性的聚氨酯链段组成,而核部分则由疏水的丙烯酸酯链段组成。从聚氨酯链段和丙烯酸酯链段的结构关系来看,可以分为共聚型和非共聚型两类。

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