聚丙二醇对高固含量磺酸型水性聚氨酯性能的影响

高固含量磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液在存储过程中,会由于乳液微相分离程度的增加,而在成膜后力学性能下降,吸水率大幅增加。以聚四亚甲基醚二醇(PTMG2000)、聚丙二醇(PPG1000)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺基乙磺酸钠(AAS-Na)为主要原料合成了一系列不同PPG含量的水性聚氨酯乳液。利用PPG的侧基结构对WPU分子链的规整性进行调控,降低乳液在贮存过程中的微相分离。乳液室温放置五个月后进行胶膜性能和微相结构的表征。结果表明,PPG含量为软段含量的20%～30%时,能有效削弱WPU在存储过程中的微相分离,胶膜力学性能与五个月前较好的保持一致。     

脂肪族二异氰酸酯的相对含量对水性聚氨酯性能影响的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和聚酯多元醇为主要原料,以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,制备水性聚氨酯乳液。采用旋转粘度计和激光粒度仪研究HDI和IPDI的摩尔比(n(HDI)/n(IPDI))对乳液粘度、胶乳粒径的影响,并利用DSC和电子拉力机分析其对水性聚氨酯玻璃化转变温度以及剥离强度的影响,同时用TG测试了水性聚氨酯树脂的热稳定性。结果表明,n(HDI)/n(IPDI)增大,水性聚氨酯体系粒径减小,粘度增大,透明度增强,玻璃化转变温度降低,且聚氨酯剥离强度呈先增大后降低的趋势;当n(HDI)/n(IPDI)为1.0时,水性聚氨酯耐热性良好,其综合性能最好。     

新型磺酸型扩链剂及其聚氨酯脲水乳液的制备及表征

用三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)与亚硫酸氢钠进行自由基加成反应,合成出一种新型的磺酸型扩链剂三羟甲基丙烷单亚丙基醚磺酸钠(TMPMS),并将乙烯脲(EU)引入分子链中合成了磺酸型聚氨酯脲水乳液。结果表明,用TMPME、EU合成的磺酸型聚氨酯脲水乳液稳定性良好,临界固体质量分数可达到58.7%。其乳液成膜物的耐热性和力学性能都高于羧酸型扩链剂制得的水性聚氨酯脲。     

磺酸型水性聚氨酯分散液的合成与性能

以聚己二酸丁二醇酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、乙二胺为原料,由自制的乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,采用预聚体法合成磺酸型水性聚氨酯分散液。研究发现,磺酸型水性聚氨酯分散液固含量高(43.66%),稳定性大于6个月,且性能优于羧酸型水性聚氨酯分散液。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

一种环氧树脂改性水性聚氨酯涂料的制备及其性能研究

本研究以六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、聚醚二元醇(N210)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、一缩二乙二醇(DEG)和双酚F型环氧树脂(EP)等为主要原料,制备环氧改性的聚氨酯水性(WPU)涂料。实验结果表明:环氧树脂中的环氧基发生了开环反应,同时苯环作用导致生成的环氧改性水性聚氨酯乳液的涂膜的耐冲击性、铅笔硬度等性能增强;随环氧树脂用量增加,水性聚氨酯涂料粘度增大,当环氧树脂添加量为6 Wt%-8Wt%时,所得水性聚氨酯乳液性能最佳。     

磺酸/羧酸型高固含量水性聚氨酯的制备及其性能

以二羟甲基丙酸(DMPA)、A95氨基磺酸钠(固含量50%)为扩链剂,将羧基和磺酸基团同时引入到聚氨酯分子中,合成了一系列磺酸/羧酸型高固含量水性聚氨酯(ZW1~ZW4),研究了磺酸基用量对水性聚氨酯性能的影响。利用傅里叶变换光谱仪、X射线衍射仪对合成的水性聚氨酯进行检测,结果表明反应按照预期路线进行。乳液性能测定结果表明,随着磺酸基用量的增加,乳液固含量增大,粒径减小且分布变宽,Zeta电位由-44.5 m V降低到-62.7 m V,但耐酸稳定性有所下降。胶膜性能测定结果表明,随着磺酸基的增加,胶膜的断裂伸长率由2 100%增加到2 800%,抗张强度从28 MPa下降到14 MPa,结晶度增大。此外,耐热性和耐水性都有所下降。     

TMPMH扩链剂合成磺酸型水性聚氨酯的性能研究

用三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)和亚硫酸氢钠进行烯烃自由基加成反应生成三羟甲基丙烷单亚丙基磺酸钠醚(TMPMS),经盐酸酸化,成功合成了一种新型的液态磺酸型扩链剂三羟甲基丙烷单亚丙基磺酸醚(TMPMH),并以此作为扩链剂制备出高固含量的水性聚氨酯乳液。通过质谱(MS)、红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)等手段对磺酸型扩链剂的化学结构、产物热稳定性进行了初步表征;通过透射电镜(TEM)、粒径分析等手段对乳液相关性质进行了初步表征。结果表明,合成的液态磺酸型扩链剂纯度高,热稳定性好,起始分解温度达110.8℃;以此作为水性扩链剂制备出磺酸型水性聚氨酯乳液,乳液粒径在100 nm左右,且呈单一分布,乳液的临界固含量(S_η)高达56.9%,远高于羧酸型水性聚氨酯乳液(S_η=39.8%)。     

以N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠为亲水基的磺酸型水性聚氨酯的制备与性能研究

以聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS)等为主要原料,制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了AAS含量对磺酸型WPU的影响,并通过红外、TEM、TGA、DSC对乳液及其涂膜进行表征,结果表明:磺酸型WPU乳液的粒子规整性、分散性好;当AAS含量在2%左右时,乳液固含量为55%,涂膜综合性能优异;相对于羧酸型WPU,磺酸型WPU涂膜具有更好的热稳定性。     

羧酸盐、磺酸盐复配型高固含水性聚氨酯的制备

以聚己内酯(PCL)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)为主要原料,以二羟甲基丙酸(DMPA)和乙二胺基乙磺酸钠(A-95)为亲水扩链剂,采用预聚体-丙酮法合成羧酸盐、磺酸盐复配型高固含水性聚氨酯,并研究了DMPA、A-95用量对乳液性能的影响。研究结果表明:当w(DMPA)=0.98%、w(A-95)=1.97%时,聚氨酯乳液固含量可达到50%,且黏度低、粒径小、稳定性好和力学性能适中。     

聚醚型硅油改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、二羟甲基丙酸、聚醚型硅油等为原料制备了硅改性水性聚氨酯(PUDS)。采用红外光谱、透射电镜等对PUDS乳液及其涂膜进行了结构表征和性能测试,结果表明:有机硅有效地接枝在水性聚氨酯分子链上,涂膜耐水性显著提高,乳液稳定性良好,随着聚醚型硅油用量的增加,涂膜拉伸性能呈微弱下降趋势,当硅油用量为2%时,拉伸强度为16.7 MPa,断裂伸长率为753.7%,断裂强度15.8 MPa,综合性能优良。     

生态合成革用高固含量水性聚氨酯乳液的合成

以异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇等为主要原料,以2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)和N-60胺基磺酸盐作为亲水性扩链剂,合成了一系列高固含量水性聚氨酯乳液。分别考察了n(—NCO):n(—OH)、软段组成、扩链剂种类及用量对乳液固含量及性能的影响。结果表明:n(—NCO):n(—OH)为1.3:1.0,软段聚醚与聚酯的摩尔比为1:2,DMBA质量分数为1.5%,N-60胺基磺酸盐质量分数为0.2%时,合成的水性聚氨酯乳液固含量高、黏度低、稳定性好、综合性能优异,适合制备生态合成革。     

不同软链段对水性聚氨酯性能的影响

以低聚物多元醇、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、亲水扩链剂DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)和成盐剂三乙胺为主要原料,合成一组软段成分不同的水性聚氨酯乳液。通过测定水性聚氨酯乳液的固含、黏度、结构,以及水性聚氨酯胶膜的耐水性、力学性能、T型剥离强度等,对比了不同类型软段对乳液及胶膜性能的影响。研究结果表明:由含6个碳的聚酯多元醇为软段合成的水性聚氨酯的黏度、耐水性、机械强度、T型剥离强度等数据较好。     

PVC手套涂层用水性聚氨酯的研制

以六次甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚PPG等为原料,通过丙酮法合成了PVC手套涂层用高强度、高伸长率水性聚氨酯乳液,探讨了n(NCO)/n(OH)、n(IPDI)/n(HDI)和后扩链剂乙二胺对水性聚氨酯性能的影响,并对水性聚氨酯乳液进行了冻融稳定性测试。结果表明,当n(NCO)/n(OH)=4.5、n(IPDI)/n(HDI)=1.5:1时,后扩链剂用量为0.7 g时,制备的水性聚氨酯具有良好的低温涂层稳定性,胶膜的拉伸强度24.61 MPa,伸长率达到663.5%,且手套在70℃、72 h内壁不粘连。     

脂肪族水性聚氨酯的合成研究

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺为主要原料,采用预聚体法制备了脂肪族水性聚氨酯(PU)乳液,研究了HDI与聚酯多元醇摩尔比(R值)、DMPA用量及中和度对PU乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当R值为3.00～3.25、DMPA质量分数为3.28%左右、中和度为100%时,所合成的PU乳液稳定性最好,胶膜的综合性能最佳。     

侧链可降解聚硅氧烷

合肥工业大学的吴晓波等人采用异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、二羟甲基丙酸、聚醚型氨基硅油为主要原料，合成了聚醚型氨基硅油改性聚氨酯；并加入去离子水高剪切分散扩链，得聚醚型氨基硅油改性水性聚氨酯乳液。考察了聚醚型氨基硅油用量对乳液稳定性、乳胶膜耐水性及拉伸性能的影响。结果表明，乳液的稳定性良好，乳胶膜的耐水性明显提高，拉伸性能下降；当聚醚型氨基硅油在预聚体中的质量分数为2％、3％时，     

烷羟基聚醚型有机硅/水性聚氨酯嵌段共聚物的制备及表征

以聚醚、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,采用自乳化法合成了水性聚氨酯乳液,并使用一种三官能度烷羟基聚醚型有机硅为主要原料,制备出少量交联的、耐水性优异的嵌段型水性有机硅聚氨酯。考察了聚醚型有机硅用量对乳液稳定性、乳胶膜耐水性及拉伸性能的影响。结果表明,乳液的稳定性良好,乳胶膜的耐水性明显提高,拉伸强度增加;当有机硅在预聚体中的质量分数为1.4%时,乳胶膜的耐水性、拉伸性能最佳,且乳胶膜的柔顺性明显。     

高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液的合成

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂制备了高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液。聚氨酯薄膜经红外光谱分析证实聚氨酯分子中含有磺酸基团。系统研究了—NCO/—OH物质的量比(R值)、DMPA含量和AAS含量对乳液及胶膜性能的影响。研究结果表明:当R值为1.6、DMPA含量为0.8%～1.0%、AAS含量为3.5%时,获得的乳液和胶膜的综合性能最佳。     

高固含量高强度水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以聚酯二元醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为主要原料,分别合成了高亲水性的小粒径水性聚氨酯乳液(WPU1)和低亲水性的聚氨酯预聚物(WPU2)。以WPU1乳液乳化WPU2得到了固含量高达70%的水性聚氨酯乳液WPU3,其成膜后的力学性能优异,拉伸强度最高超过50 MPa,胶膜的吸水率较低,有良好的耐水性。