有机硅改性磺酸/羧酸型水性聚氨酯的研究

以聚醚多元醇（N-210）和2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPA）和二羟甲基丙酸（DMPA）为扩链剂,采用氨丙基三甲氧基硅烷和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷对纯水性聚氨酯（WPU）进行改性,并对有机硅改性WPU胶膜的性能进行了研究。结果表明：WPU分别经两种不同结构的有机硅改性后,其胶膜的力学性能略高于未改性WPU,但耐水性和耐热性则明显高于未改性WPU。     

有机硅改性聚氨酯底涂剂的制备及性能研究

以聚酯二醇、二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯、二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺为单体,制备了有机硅改性聚氨酯(SPU)树脂。然后加入色素炭黑、成膜剂、促粘接剂N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)三甲氧基硅烷和催化剂高活性有机锡,制备有机硅改性聚氨酯(SPU)底涂剂。利用红外光谱对其进行表征分析,探讨了R值、偶联剂用量、SPU树脂含量对底涂剂性能的影响。研究结果表明:当R值为1.4,偶联剂用量为2.5%,SPU树脂含量为22.0%时,底涂剂综合性能较优。     

有机硅丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、g-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、g-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为原料,分别合成了水性聚氨酯预聚体(WPU)、聚丙烯酸酯(PA)、有机硅改性的水性聚氨酯预聚体(Si WPU)和有机硅改性的聚丙烯酸酯(Si PA),然后以WPU、SiWPU、PA、Si PA为原料,采用互穿网络聚合法合成了有机硅-丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯。通过测定吸水率和水接触角考察了PA、Si PA、Si WPU含量对胶膜耐水性能的影响并分析了反应机理。结果表明:SiWPU-40%-SiPA-37.5%〔40%为Si WPU的含量(以WPU和SiWPU总质量为基准,下同);37.5%为Si PA占膜总质量百分数〕胶膜吸水率从改性前样品WPU的37.8%降低至改性后的6.8%,接触角从56.8°增至86.4°,铅笔硬度从改性前的2B提升至H。热重分析显示,T_(max)(样品热分解速率最大时的温度)从改性前的340.2℃提升至412.4℃;TEM表明,改性后的乳胶粒形成了核壳结构;XRD和断面SEM显示,PA和有机硅改性均增加了聚合物的交联度。     

双组分硅烷改性聚醚密封胶的制备及研究

以MS聚合物、邻苯二甲酸二异癸酯、碳酸钙、紫外吸收剂、光稳定剂、炭黑、吸水稳定剂、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、二醋酸二丁基锡、表面活性剂、水为原料,制备了一种双组分硅烷改性聚醚密封胶,并讨论了N-(β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷用量、二醋酸二丁基锡用量、邻苯二甲酸二异癸酯用量、水用量对双组分硅烷改性密封胶性能的影响。)     

有机硅/聚醚胺复合改性环氧树脂合成及性能

以二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷为单体,通过水解、缩聚制备了含有氨基活性功能基团的有机硅低聚物(PS),然后以PS与聚醚胺与环氧树脂进行固化交联得到有机硅改性环氧树脂,研究探讨了PS的不同添加量对改性环氧树脂耐热性、力学性能及吸水性能的影响。结果表明,当PS添加量为基体树脂质量的30%时,改性树脂的耐热性能有明显提高,800℃残留量为26.45%,拉伸强度为68.27 MPa,弯曲强度为81.68 MPa,与水表面接触角为109.3°,吸水率为2.59%,比未改性树脂分别提高了17.24%、6.6%、17.3%、21.3%和降低了0.12%。     

硅烷偶联剂封端改性水性聚氨酯的研究

以聚醚多元醇(GE210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和α,α-二羟甲基丙酸(DMPA)为原料合成了基础聚氨酯(PU)预聚体,然后以1,4-丁二醇进一步扩链制得了水性聚氨酯(WPU)乳液,最后以偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷对PU分子进行封端,得到了稳定的改性PU乳液。通过对偶联剂的用量和封端条件等研究,确定了适合硅烷改性WPU的方式。实验结果表明,当w(硅烷偶联剂)=4%～5%时(占树脂的质量分数),硅烷偶联剂封端改性WPU乳液具有较低的表面张力,其胶膜的力学性能和耐水耐溶剂性能均相当优异。     

氧化铝的表面改性及其在导热有机硅灌封胶中的应用

比较了3种硅烷偶联剂对氧化铝的表面改性效果。相对于未改性氧化铝,十六烷基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷改性氧化铝的吸油值分别降低了56.8%、32.5%、35%,而对应的硅橡胶胶料的黏度分别降低了74.3%、48.6%和45.4%,分散性提高,颗粒无明显团聚,改性效果突出;十六烷基三甲氧基硅烷的改性效果最优,其最佳用量为氧化铝粉体质量的1.5%。将十六烷基三甲氧基硅烷改性氧化铝填充至有机硅灌封胶中,考察了填充量对硅橡胶导热性能、黏度和力学性能的影响。结果表明,当改性氧化铝的填充量为900份时(相对于100份乙烯基硅油),胶料的黏度仅11 800 mPa.s,硫化硅橡胶的热导率高达2.47 W/m.K,拉伸强度1.6 MPa,拉断伸长率35%。     

明胶对水性聚氨酯的改性研究

先以聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等原料合成了水性聚氨酯(WPU)乳液,后采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对明胶进行化学改性,通过紫外光固化将改性明胶引入到以HEMA封端的WPU中,研究了不同明胶含量对WPU力学性能、耐老化性、耐热性和可生物降解性等的影响。结果表明,改性明胶的引入,提高了WPU的力学性能、耐老化和耐热性,更赋予了WPU在土壤和胰蛋白酶溶液中显著的可生物降解性。     

氨丙基辛基硅树脂改性硼酸锌在有机硅密封胶中的应用探究

采用3-氨丙基三乙氧基硅烷与辛基三甲氧基硅烷制得氨丙基辛基硅树脂，并将其用于粉体表面处理制得改性硼酸锌。以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物、活性纳米碳酸钙为补强填料、添加阻燃剂、交联剂、增粘剂、催化剂等制得有机硅密封胶。研究了氨丙基辛基硅树脂对硼酸锌表面性能的影响，以及阻燃体系对有机硅密封胶阻燃和力学性能的影响。结果表明：经氨丙基辛基硅树脂改性后的硼酸锌活化度大幅提高，吸油量降低，在有机聚合物体系中的分散性提高。当阻燃体系采用20份氢氧化铝与20份改性硼酸锌的复配物时，有机硅密封胶综合性能良好，垂直燃烧等级为FV-0级，拉伸强度为1.18 MPa,拉断伸长率为478%,挤出性为14.8 g/min,粘接强度为1.52 MPa。     

SiO_2改性WPU消光皮革涂饰剂的制备及性能

采用N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)对微米二氧化硅(SiO_2)进行改性,并利用红外光谱、综合热分析仪、激光粒度仪等测试方法对改性后SiO_2的表面结构进行了分析表征。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)、聚己二酸-1,2-丙二醇酯二醇(PPA)、聚醚二醇N220和二羟甲基丙酸(DMPA)和SiO_2等为主要原料,制备微米SiO_2改性水性聚氨酯(WPU)乳液。研究了改性微米SiO_2粒径及用量对WPU性能的影响。结果表明,当SiO_2粒径(D50)为6.2μm、在WPU胶膜中质量分数为5%时,其消光度和透光率达到最佳平衡。     

AAS/DMPA对水性聚氨酯胶膜结晶性能的影响

以聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,以混合的乙二胺基乙磺酸钠(AAS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,通过丙酮法合成了固含量为50%的磺酸/羧酸盐型水性聚氨酯(WPU)乳液。采用DSC、XRD、透光率等测试技术表征了AAS/DMPA摩尔比对WPU胶膜结晶性的影响,并从吸水率和热失重两个方面分析了结晶性对胶膜耐水性和耐热性的影响。研究结果表明,随着AAS/DMPA摩尔比的增大,WPU胶膜的结晶性提高,胶膜的耐水性和耐热性在一定程度上得到了改善。     

Ca~(2+)含量对水性聚氨酯乳液及其胶膜性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚(N-210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和一缩二乙二醇(DEG)等为主要原料,合成了自乳化型WPU(水性聚氨酯)乳液;然后以氢氧化钙作为交联改性剂,通过Ca2+与-COOH之间形成的螯合交联,制成Ca2+改性WPU乳液。结果表明:当n(Ca2+)∶n(-COOH)=0.4∶1时,改性WPU乳液具有较好的储存稳定性和综合性能,其胶膜的热性能、耐水性、剥离强度(4.5 N/mm)、拉伸强度(14.5 MPa)和断裂伸长率(454.5%)等均相对较高。     

高性能水性UV固化聚氨酯的合成与性能研究

用环氧丙烯酸酯(EA)、羟基硅油合成了环氧/有机硅改性水性光固化聚氨酯乳液(WPU);研究了EA、羟基硅油、亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)的用量,中和度和硅烷偶联剂的添加量对乳液和涂膜性能的影响。用红外光谱和接触角测量仪对树脂进行表征。结果表明:通过EA、羟基硅油改性的水性光固化聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐水性较好,克服了未改性水性光固化聚氨酯的缺点。当EA用量为4%、羟基硅油为2%、DMBA为8%、中和度为80%、硅烷偶联剂的添加量为1%时,水性光固化聚氨酯乳液的综合性能较好,树脂接触角大大提高。     

水性聚氨酯改性及其应用研究进展

综述了WPU(水性聚氨酯)共聚改性的几种方法(包括有机硅改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性和纳米材料改性等),介绍了WPU在涂料、皮革加工、胶粘剂及纺织加工等行业的应用现状,指出了改性WPU的发展趋势。     

蓖麻油/硅烷双重改性水性聚氨酯黏合剂

以聚醚二元醇(N220和N240)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CO)和有机硅烷(KH-550)为交联剂,合成了CO/KH-550双重改性WPU(水性聚氨酯)黏合剂。探讨了m(N220)∶m(N240)比例、CO和KH-550用量对WPU黏合剂及其涂料印花织物性能的影响。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=1.4、w(CO)=5%、m(N220)∶m(N240)=2∶1和w(KH-550)=4%时,CO/KH-550双重改性WPU黏合剂的耐水性较好,其涂料印花织物的摩擦牢度及皂洗牢度均明显高于未改性WPU,并且织物手感较柔软。     

端羟基聚丁二烯改性水性聚氨酯的合成与性能

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚醚二元醇(N-220)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,制备了改性水性聚氨酯(WPU)。研究了端羟基聚丁二烯(HTPB)的含量对聚氨酯乳液粒径、贮存稳定性,以及对涂膜耐水性、力学性能、低温柔韧性的影响。结果表明:在预聚反应中,固定总n(—NCO)∶n(—OH)为1.3,w(DMPA)为6%,HTPB添加量在40%(占聚醚N-220的量)以下时,粒径变化不大,乳液稳定性较好;针对不同HTPB添加量,控制好亲水基团的含量,可以获得分散性良好、贮存稳定的聚氨酯乳液;随着HTPB添加量逐渐增大,涂膜的拉伸强度逐渐增大后变小,断裂伸长率和吸水率逐渐减小后变大,低温柔韧性变好。当HTPB添加量在30%左右,涂膜的综合性能最佳。     

双酚A环氧树脂改性水性聚氨酯的合成及性能研究

以环氧树脂(EP)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,合成了一系列不同EP含量的水性聚氨酯(WPU)分散体,讨论了EP、亲水基团含量对EP改性WPU分散体的储存稳定性、胶膜力学性能等影响。结果表明:当u(EP)≤3%、w(羧基)=1.6%时,EP改性WPU分散体及其胶膜的综合性能良好;利用WPU中残留的-NCO与EP中羟基反应,使EP被包覆在PU链段中,乳化后EP可稳定存在于WPU中,并且具储存稳定性、耐水性、耐溶剂性及力学性能等俱佳。     

纳米SiO_2改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

以硅烷偶联剂(KH-550)作为纳米二氧化硅(nano-SiO2)的表面处理剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和nano-SiO2等为主要原料,制备nano-SiO2改性WPU(水性聚氨酯)乳液。着重探讨了DMPA的加料方式、DMPA和nano-SiO2用量等对WPU乳液稳定性、粒径分布、耐水性和力学性能等影响。结果表明:采用先加入DMPA后扩链的加料方式,可制得外观及稳定性均较好的WPU乳液;当w(DMPA)=5%、w(改性nano-SiO2)=2.0%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

改性多壁碳纳米管／聚氨酯乳液的制备与研究

以聚醚多元醇（N-210）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、一缩二乙二醇（DEG）为基料,合成了水性聚氨酯预聚体,采用改性多壁碳纳米管（ MWCNTs ）的悬浊液为分散介质得到水性聚氨酯复合乳液。通过TEM、拉力机、TGA对其胶膜的微观结构、力学性能以及热学性能进行测试,结果表明： MWCNTs均匀分散在聚氨酯胶膜中;当MWCNTs质量分数在0.5％时,拉伸强度达到最大值为17.91 MPa,比纯聚氨酯提高了81％;复合材料的断裂伸长率均达到500％以上,最大达到539％,明显高于未加改性碳纳米管的聚氨酯; MWCNTs的加入可明显提高复合材料的耐热性。     

Synthesis and characterization of waterborne polyurethane emulsions based on poly(butylene itaconate) ester

Waterborne polyurethane (WPU) prepolymer was synthesised by the reaction of poly(butylene itaconate) ester (PBI, Mn = 1109 g/mol), 1,6-hexanediol, dimethylol propionic acid (DMPA), 2,4-toluene diisocynate (TDI), hydroxyethyl acrylate (HEA), and absolute ethanol as blocking agent, triethylamine as neutralizer. Cross-linked WPU was synthesized by trimethylolpropane (TMP) as crosslinker. The influences of PBI, DMPA, and TMP content on WPU emulsions and films were investigated. The structure of WPU was determined by Fourier transform infrared (FTIR) spectra, thermal properties and glass transition temperature of WPU films were determined by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), respectively, and morphology of the emulsion particles was observed by transmission electron microscopy (TEM). Through TGA, the heat resistance of the cross-linked WPU film was better than WPU film. By DSC analysis, glass transition temperature of cross-linked WPU film (21 °C) was higher than WPU film (10 °C).