Page 237 - 精细化工2019年第9期

第 9 期 张洪礼，等: 丙烯酸酯改性交联型水性聚氨酯胶黏剂 ·1965·

由图 2 可以看出，软段结晶峰在 2θ=21.3基本
消失，但都在 2θ=20.5处出现了很大的弥散衍射峰。
且随着丙烯酸酯质量增多，峰强在变弱的同时在变
宽。这可能是因为丙烯酸酯在 WPU 中也充当硬段
组分，在一定程度上破环了聚氨酯的有序性。
2.3 力学性能与邵氏硬度分析
图 3 是 WPU 与丙烯酸酯不同质量比样品的拉
伸强度、断裂伸长率及邵氏硬度。随着丙烯酸酯量
的增多，拉伸强度由 34.5 MPa 下降到 19.3 MPa、断
裂伸长率由 789%增长到 917%、邵氏硬度 A 由 83
图 1 WPU 与丙烯酸酯不同质量比样品的红外光谱图
Fig. 1 FTIR spectra of the samples with different mass 下降到 60。产生这种现象的原因是丙烯酸酯中软单
ratio of waterborne polyurethanes to acrylate 体 BA 质量分数较大，胶膜较软，从而导致胶膜的
拉伸强度与硬度下降，而软单体含量高则会提高
–1
在 2500~2000 cm 处未出现振动吸收峰，说明 WPU 胶膜的韧性，因此胶膜的断裂伸长率提高 [17] 。
–1
—NCO 已反应完全，没有剩余；3355 cm 处的振动

吸收峰为—NH 的伸缩振动峰，而且峰强度随着丙
烯酸酯质量的增多而降低，这是因为，随着丙烯酸
酯添加量增多，WPU 质量分数降低，进而—NH 键
–1
的振动吸收峰强度降低；2949、2870 cm 处分别是
—CH 的反对称伸缩振动吸收峰、—CH 2 的对称伸缩
–1
振动吸收峰，1458 cm 处是—CH 2 的弯曲振动吸收
–1
峰；1725 cm 处是 C==O 的伸缩振动吸收峰；1532
–1
cm 处是 C—N—H 的弯曲振动吸收峰；1152、1032
–1
cm 处分别是 C—O—C 的不对称伸缩振动吸收峰、对
称伸缩振动吸收峰，可以说明有酯基的存在。在 图 3 WPU 与丙烯酸酯不同质量比样品的拉伸强度、断
–1
WPUA0~5 的红外谱图中很明显在 812 cm 处出现 裂伸长率及邵氏硬度变化柱状图
了一个小的新峰，这是三嗪环特征吸收峰 [16] ，说明 Fig. 3 Histogram of tensile strength, elongation at break
and Shore hardness of the samples with different
三聚氰胺成功接入 WPUA 体系，也表明 WPUA 成 mass ratios of waterborne polyurethane to acrylate
功合成。
2.2 XRD 分析 2.4 热重分析
图 4a 是 WPU 与丙烯酸酯不同质量比胶膜 TG
图 2 是 WPU 与丙烯酸酯不同质量比样品的
XRD 图谱。硬段含量较多时会阻碍软段的结晶行 图。WPUA 胶膜的耐热性随着丙烯酸酯的添加量增
多而依次增大，发生 5%质量分数降解时，未改性
为，软段融于硬段，不利于软段聚集有序化排列成
晶型。 WPUA0 的降解温度为 278 ℃，而 WPUA1~5 降解
温度可分别提高到 290、303、303、312、323 ℃；
发生 50%质量分数降解时，未改性 WPUA0 的降解
温度为 380 ℃，而 WPUA1~5 降解温度分别提高到
382、406、416、424、425 ℃，说明聚 MMA-BA
体系对提高 WPU 的耐热性有很大作用。这是因为
聚 MMA-BA 体系与用 HEA 封端的 WPU 发生自由
基共聚、接枝、交联，随着丙烯酸酯质量分数的提
高，WPU 的耐热性逐渐提高。图 4b 为不同交联剂
用量胶膜的 TG 图。可以看出，三聚氰胺的添加量
对胶膜的耐热性几乎没有影响。

2.5 耐水性分析
图 2 WPU 与丙烯酸酯不同质量比样品的 XRD 图谱 图 5 中 WPUA0~5 是 WPU 与丙烯酸酯不同质量
Fig. 2 XRD patterns of the samples with different mass
ratio of waterborne polyurethane to acrylate 比胶膜的吸水率。经丙烯酸酯改性 WPU 的吸水率