偶联剂对丙烯酸酯改性聚氨酯聚合物接枝率和乳液性能的影响

摘要

合成了含双羟基的甲基丙烯酸甘油酯(GM)并将其作为偶联剂用于聚丙烯酸酯(PAC)对水基聚氨酯(PU)的改性.采用核磁共振、红外光谱和气相色谱等对GM进行了表征.分别以该双羟基GM和单羟基的丙烯酸羟乙酯(HEA)与异氰酸酯基(NCO)封端的PU预聚体进行反应以在PU分子链上引入双键,然后再与丙烯酸酯类单体通过自由基聚合制备了丙烯酸酯改性聚氨酯(PU-AC)乳液.反应温度相同时,使用GM时NCO的转化率明显比使用HEA时的高,但PU与PAC的接枝率却明显比使用HEA时的低.改变PU预聚体与任何一个偶联剂的反应温度时,反应温度的升高都能使NCO的转化率及此后与AC发生接枝的PU明显增加.使用HEA作偶联剂时的乳胶粒粒径稍有增大,基本不受前期偶联剂与PU反应时反应温度的影响,所得末端含双键PU的分子量无明显变化;但使用GM作偶联剂时,随着GM与PU预聚体反应时温度的升高,复合乳液乳胶粒径迅速增大,粒径分布明显变宽.所得含双键PU的分子量随GM用量的增加有2种情况:当体系中羟基与异氰酸酯基摩尔比,即n(OH)/n(NCO)1时继续增加GM用量反而使PU分子量降低.固定反应温度在75℃,当n(OH)/n(NCO)1后对PU接枝率的影响不明显.