无溶剂水性聚氨酯人造革涂饰剂的制备与应用

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚酯多元醇作为预聚物反应单体,季戊四醇作为小分子扩链剂,合成一种支化型的大分子水性聚氨酯乳液。对比了软段分子量以及扩链剂对乳液性能的影响;并将水性聚氨酯用于人造革涂层,对涂层性能进行了测试。根据性能测定选择了最佳合成条件。     

水性聚氨酯亲水性扩链剂的研究进展

水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用,而扩链剂是合成聚氨酯的一种关键原料。在扩链剂上引入某些特征基团就会对聚氨酯的性能产生一定的影响,亲水性扩链剂可以使水性聚氨酯具有良好的分散性或自乳化性能。羧酸型和磺酸型亲水扩链剂是目前使用较为普遍的阴离子型亲水扩链剂材料。该文简述了扩链剂的定义、作用以及亲水性扩链剂的种类,综述了羧酸型和磺酸型亲水扩链剂的研究进展,详细分析了磺酸型水性聚氨酯的高耐水性、高柔软性,高固含量等性能以及相比于羧酸型水性聚氨酯在各方面性能上的优势。文中还简述了非离子型亲水扩链剂和两性亲水扩链剂的研究进展,并就成本、合成路线及环保方面对亲水性扩链剂的发展趋势作了展望。     

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备及其在木器涂料上的应用

根据羧酸型阴离子的制备原理,聚氨酯预聚物选用二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,与丙烯酸羟乙酯(HEA)反应引入可聚合双键,合成自乳化可聚合的聚氨酯水分散体,并将丙烯酸单体引入到聚氨酯乳液中,得到了具有核-壳结构的聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。将乳液应用到水性木器涂料中进行性能测试。研究了交联单体二羟甲基丙烷(TMP)、n(—NCO)/n(—OH)比值、HEA含量对乳液粒径及木器涂料性能的影响。     

非离子型水分散性聚氨酯的制备及性能研究

主要讨论了以聚乙二醇为亲水单体,聚醚多元醇N220为多元醇制备非离子水性聚氨酯乳液。讨论了亲水单体的用量,NCO与OH比例对聚氨酯乳液及干膜性能的影响。并比较了阴离子型,阳离子型和非离子型聚氨酯乳液的性能。     

丙烯酸改性水性聚氨酯合成方法

介绍了聚氨酯预聚物分散制各水性聚氨酯的方法，讨论了丙烯酸酯改性对水性聚氨酯涂膜的性能影响。分析了亲水性物质、交联剂、扩链剂、引发剂、中和剂、有机溶剂等对水性聚氨酯涂膜外观及性能的影响。     

水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的性能研究

用丙烯酸酯改性水性聚氨酯制备了具有核壳结构的水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,系统地研究了水性聚氨酯(PU)含量、nNCO/nOH(初始物质的量比)、亲水性扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)用量及软硬单体质量比对WPUA乳液及其膜的性能的影响.结果显示,WPUA乳液胶粒呈核壳型结构,聚丙烯酸酯(PA)与PU链段具有...     

双组分遇水膨胀聚氨酯弹性体的性能研究

采用预聚物法合成遇水膨胀聚氨酯弹性体,考察了多元醇并用、硬段含量改变、扩链剂并用及配比变化等对聚氨酯弹性体力学性能与遇水膨胀性能的影响。实验发现,多元醇配比以及硬段含量对聚氨酯力学性能和亲水性能有重要影响,扩链剂种类与配比对聚氨酯吸水膨胀性能有重要影响。     

聚醚/聚酯型亲水性聚氨酯防水透湿性能研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO)为硬单体,制备了6组聚醚与聚酯或不同聚醚混合单体为软链段的嵌段型亲水性聚氨酯防水透湿涂层剂。研究了聚氨酯材料的微结构和软段结构对其防水、透湿性能的影响。结果表明,亲水性聚氨酯软链段的结构、组成、相对分子质量和含量及软、硬段相区间的微相分离程度对材料防水透湿性能的影响较大,亲水性聚氨酯的防水透湿性能主要取决于其中亲水性软链段的亲水性及其活动性。     

玻璃纤维用水性聚氨酯乳液的研究

以甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、蓖麻油、一缩二乙二醇及亲水性扩链剂等为原料制得一种阳离子型聚氨酯乳液,用于玻璃纤维浸润剂。讨论了原料配比及分子结构对乳液性能的影响。     

生物基聚氨酯乳液的研究进展

聚氨酯乳液由于性能优异已广泛应用于建筑、皮革、金属防腐等领域的涂装与防护。现有聚氨酯乳液大多为石油基产品，出于可持续发展的需要，伴随生物基原料的快速发展和大规模商业化，生物基聚氨酯乳液获得快速发展。该文综述了合成聚氨酯乳液的生物基原料和助剂，包括生物基异氰酸酯、多元醇、扩链剂、丙烯酸（酯）单体以及其他生物基原材料，同时分析了木质素基、植物油基、非天然单体以及其他生物基聚氨酯乳液的新进展，指出了生物基聚氨酯乳液面临的主要问题，包括原材料供应不足、成本高和产物性能差等，展望了生物基聚氨酯乳液在无溶剂、高生物基含量和多功能等产品的发展前景。     

无溶剂水性聚氨酯乳液的研制

采用预聚体法合成无溶剂水性聚氨酯。探讨了扩链剂的添加顺序,nNCO/nOH比例、二羟甲基丙酸(DMP))含量等因素对水性聚氨酯乳液性能的影响。结果表明:当nNCO/nOH比例为1.3左右,DMPA用量为6%,先添加亲水性扩链剂DMPA时,乳液的综合性能最佳。     

PUA共聚乳液及其胶囊的性能研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)。丙烯酸为原料,通过分子设计合成了带有双键的PU预聚体。用此预聚体与丙烯酸酯类单体进行共聚,通过测定乳液的粘度、粒径分布、胶膜的机械性能和热性能等方法,讨论了此预聚体用量对乳液和胶膜性能的影响。结果显示：随着预聚体用量的增加,共聚乳液的稳定性、粘度逐渐下降、乳液粒径有较大的变化;PUA共聚乳液胶膜的光泽度、附着力在预聚体用量为4％时最好,其胶膜的抗冲击强度及硬度均好于相应的PA乳液胶膜。     

多羟基化合物改性聚氨酯胶黏剂的制备与应用

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)、葡萄糖(PG)为亲水扩链剂和交联剂制备一种水性聚氨酯预聚体,再将羧基丁苯胶乳(CSBL)水乳液与去离子水混合均匀进行乳化,制得固含量高达50%的水性聚氨酯(WPU)胶黏剂。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对胶膜结构进行表征,证实葡萄糖已引入聚氨酯主链。热失重分析表明,PG改性后的聚氨酯胶膜热稳定性增强。研究了PG用量对胶黏剂的T-剥离强度和固化时间的影响。随着PG用量的增加,T-剥离强度逐渐增强,当PG质量分数从0%增加到4.68%时,T-剥离强度由57.3 N/(2.5 cm)上升至116.1 N/(2.5 cm),相同处理温度下聚氨酯胶液的固化时间缩短。     

Preparation and properties of UV‐curable waterborne polyurethane–acrylate emulsion

Polyurethane–acrylate oligomer terminated with multiple unsaturated bonds was prepared using isophorone diisocyanate, (IPDI), methylene diphenyl diisocyanate, and polyols as monomers, using 2,2‐dimethylol propionic acid as hydrophilic chain extender, together with pentaerythritol triacrylate (PETA) as end‐capper. The UV‐curable waterborne polyurethane–acrylate (UV‐WPUA) composite emulsion was obtained by mixing the PUA oligomer with certain content of reactive diluents and then dispersing the mixture in water. The molecular structure of the polyurethane prepolymer, PUA oligomer, and UV‐cured polymer was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy. The influence of the composition and content of the diluents and end‐capper on UV‐WPUA properties, including the emulsion stability, thermal property, water resistance, adhesion, hardness, glossiness of polymer film were studied. The results show that the WPUA emulsion has excellent stability, and the UV‐cured film features good hardness and remarkable water resistance when PETA is used as end‐capper and the end‐capping ratio of the polyurethane prepolymer is 70% and dipentaerythritol hexaacylate/dipropylene glycol diacrylate (mass ratio 1:1) is used as diluent. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45208.     

表面修饰GO改性无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己内酯二元醇（PCL）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料，合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液（WPUA）预聚体，利用十二烷基三甲基溴化铵对氧化石墨烯进行插层改性，改性产物与预聚体进行机械共混，同时引入羧酸型亲水扩链剂和磺酸型亲水扩链剂，采用自乳化法合成无溶剂、零VOC型改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液（DTGO/WPUA），研究改性氧化石墨烯（DTGO）用量，并对复合乳液和胶膜进行测试和表征。研究结果表明：DTGO复合材料改性水性聚氨酯涂料表现出较好的力学性能和耐热性。当DTGO用量为质量分数0.8%时，相比未改性的水性聚氨酯胶膜，复合胶膜拉伸强度提高到48.5MPa，热分解温度提高21℃。     

单组分聚氨酯乳液制备及其结构与性能研究

采用预聚合法,以聚酯二元醇(PEA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料合成了分子链上带有亲水基团(-COOH)的聚氯酯预聚体。以特殊的水化方式制得聚酯型水性聚氨酯乳液。讨论了温度、-NCO-与-OH的物质的量之比(R)、亲水基团含量、合成工艺分别对材料力学性能、耐水性、玻璃化转变温度(Tg)等的影响。研究发现,采用前中和工艺、在高速搅拦下将预聚物加入到水中的水化方式,当R值为1．2,羧基含量为1．6％时,合成的聚酯型水性聚氨酯乳液具有较好的贮存稳定性,且涂膜的耐水性和力学性能良好。     

水性聚氨酯/纳米SiO_2杂化材料的制备及性能研究

首先合成内交联的WPU预聚体,以KH550为偶联剂,加入亲水性的纳米SiO2(A200),通过溶胶-凝胶过程合成了一种水性聚氨酯/纳米SiO2杂化材料(WPUNS)。通过FTIR、TG、DSC、物理机械性能测试对WPUNS的结构和膜性能进行了研究,用动态激光光散射法测试了杂化乳液的粒径和粒径分布,并用TEM对乳液形貌进行了观察。红外分析表明,WPU大分子和A200之间形成了化学键,粒径和乳液形貌观察显示了PU大分子包裹A200粒子形成了复合粒子结构。当w(A200)由0增大到2%时,粒径由79.9 nm增至139.9 nm,膜的拉伸强度由6.32 MPa增加到20.46 MPa,吸水率由28.3%降低到6.3%,硬度亦相应提高。TG分析表明,A200的加入可以提高材料的耐热性。DSC表明,A200的加入使硬段Tg向高温扩展。     

聚酯型水性聚氨酯乳液粒径分布及乳液膜耐水性的研究

用自制的聚酯伯二醇分别与四甲基苯二甲基异氰酸酯(TMXDI) 或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,水合肼为扩链剂,在DMPA投料相同的条件下,采用预聚体分散法,制备了TMXDI预聚体和IPDI预聚体的水性聚氨酯乳液.利用Autossizer Loc粒度分布仪测定了两种类型乳液的粒径分布.结果表明:TMXDI预聚体与IPDI预聚体水性聚氨酯乳液粒径分布不同,黏度较低的TMXDI预聚体,乳液粒径分布为单峰,均比黏度较高的IPDI预聚体乳液的粒径分布小;对于TMXDI预聚体水性聚氨酯乳液,随预聚体黏度的降低,乳液粒径分布变窄,说明预聚体的黏度对乳液的粒径分布有影响.通过乳液膜耐水性的对比,乳液膜的耐水性与聚酯伯二醇的结构有关.     

接枝型PUA乳液合成及聚合动力学研究

甲基丙烯酸羟丙酯与水性聚氨酯预聚体反应,得到双烯封端的水性聚氨酯乳液。在乳化剂、引发剂存在下,将丙烯酸酯单体与水性聚氨酯乳液充分混合,并引发聚合,制备了接枝型PUA乳液。TEM观察了PUA乳液的形貌,PUA乳液的粒径在60～120 nm之间;FTIR和NMR表征了合成的PUA结构,显示丙烯酸酯的加入改变了PU本身的氢键相互作用;转化率测试表明,甲基丙烯酸羟丙酯与PU预聚体的反应具有二级动力学特征,而乳化剂的用量影响丙烯酸酯单体与双烯封端聚氨酯乳液的反应速率,反应速率与乳化剂用量符合Rp∝[SDS]0.28。     

Catechol-containing waterborne polyurethane adhesive inspired by mussel proteins

A series of waterborne polyurethane (PDMAPU) containing catechol group were prepared by double-bond random copolymerization of terminated double bond polyurethane prepolymer with modified acrylamido dopamine under thermal initiation. This kind of mussel-like waterborne polyurethane adhesive is inspired by marine mussel, as well as it is environment-friendly and used in bonding of leather. FTIR and ¹H NMR proved the successful introduction of catechol group into polyurethane matrix. Oxidative cross-linking between catechol unit and molecular chain in PDMAPU structure, the thermal stability and crystallization ability of PDMAPU was significantly improved. The increase of the particle size of PDMAPU emulsion showed that the introduction of catechol group changed the microstructure of polyurethane and enhanced the cross-linking degree. The water resistance of polyurethane emulsion was further improved. Compared with PU without catechol group, the peel strength of leather substrate adhered by PDMAPU emulsion increased from 0.42 to 1.93 MPa, which indicated that PDMAPU has better bonding properties with leather. The bidentate hydrogen bond formed with catechol group as the reaction sites is considered to be the key reason for the adhesion of mussel-like polyurethane adhesive to hydrophilic substrates. This work provides an alternative to prepare environment-friendly high performance adhesive for hydrophilic substrates.