乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以聚醚220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,丁二醇(BD)和乙二胺(EA)为小分子扩链剂,按不同配比合成了系列水性聚氨酯分散体。主要考察了乙二胺扩链剂用量对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径、粘度以及膜吸水性和力学性能的影响。结果表明,随乙二胺扩链剂用量的增加,乳液粒径增大、分散稳定性变差、粘度减小、胶膜的拉伸强度增加、断裂伸长率减小、耐溶剂性增加、吸水率变化不明显、硬段相Tg升高,软硬段相分离程度增加。胶膜的ATR红外表现为PPG类聚醚型聚氨酯典型的红外光谱。     

硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚醚210、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,胺类硅烷偶联剂为后扩链剂,按不同配比合成了系列有机硅改性水性聚氨酯分散体。主要考察了硅烷偶联剂质量分数对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径以及胶膜吸水性和耐热性的影响。结果表明,随硅烷偶联剂质量分数的增加,乳液粒径增大,分散稳定性良好,胶膜的耐水性明显提高;胶膜的耐热性能明显提高,并且发生了交联反应;胶膜的ATR红外显示体系中形成的脲键随硅烷偶联剂的质量分数增加而增多。     

密集侧链有机硅改性水性聚氨酯分散体的合成与胶膜表面性能

首先采用单端双羟基聚硅氧烷与二异氰酸酯反应合成了硅氧烷密集侧链片段，而后与二异氰酸酯、聚醚（聚酯）二元醇、二羟甲基丙酸、小分子扩链剂合成有机硅侧链密集集中于聚氨酯链段中某些区域的改性水性聚氨酯分散体。采用GPC追溯了反应过程，采用接触角测定仪、XPS、SEM表征了胶膜表面特性；采用接触角测定仪研究了胶膜在水中浸泡72 h后表面疏水性变化。结果表明：密集侧链改性水性聚氨酯胶膜表面有机硅富集程度远高于对应的随机侧链改性水性聚氨酯，同时密集改性水性聚氨酯胶膜在水中浸泡72 h后，胶膜表面疏水性保持且略有提高。     

脂肪族水性聚氨酯脲的改性研究

采用原位聚合法,通过聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸反应合成聚氨酯预聚体,以有机硅单体和乙二胺为扩链剂,得到有机硅改性的脂肪族水性聚氨酯脲分散液.改性后的水分散液呈蓝光透明或乳白色,且稳定性良好.与未改性聚氨酯脲相比,改性后聚氨酯脲水分散液的粒径有所增大,但粒径分布基本不变.改性水分散液成膜后的热稳定和冻融...     

阳离子水性聚氨酯的合成与性能

采用不同聚合工艺对5种聚酯或聚醚二元醇、4种二异氰酸酯与N.甲基二乙醇胺亲水扩链剂合成阳离子水性聚氨酯进行了研究.结果表明,多元醇中加入亲水扩链剂后再加入多异氰酸酯进行加成聚合的工艺有较好的适用性,可制备稳定的阳离子水性聚氨酯.在35℃下进行水分散所得阳离子聚氨酯的乳液性能和膜力学性能好于70℃水分散的聚氨酯,其中拉伸强度最大可提高3倍以上.对不同亲水扩链剂含量和硬段含量的阳离子水性聚氨酯的研究表明,硬段含量达到30%(ω)以上时,亲水扩链剂用量增加,乳液的粒径变小,稳定性增加,聚氨酯膜的拉伸强度提高.由热性能分析可知,硬段含量达40%(ω)以上时,水性阳离子聚氨酯膜中的软、硬段有序结构被破坏,而其玻璃化转变温度在15℃以上.     

磺酸型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和聚醚二元醇(N210)为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,乙二胺基磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,成功制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了A95含量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。通过红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、粒径和力学性能测试等分析手段研究了乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明:所制备的水性聚氨酯乳液粒子规整性较好,分散均匀;随着A95含量增加,粒径逐渐减小;当A95含量为5%时,乳液具有良好的室温贮存稳定性,胶膜的综合性能优异。     

阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

以二乙醇胺、甲基丙烯酸十三氟辛酯为原料,通过迈克尔加成反应合成一种含氟二元醇(F-DEA),并以此为含氟单体,通过缩合共聚的方法与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG-1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)以及季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)反应合成一种阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂。利用FT-IR、1H-NMR等手段对产物的分子结构进行表征。采用粒径分析、接触角、X射线光电子能谱(XPS)以及各种性能测试手段,对乳液、光固化过程及涂膜性能进行分析研究。结果表明:在一定条件下,该树脂能稳定分散在水中,随着含氟量的增加,乳液粒径增大,但光固化效率有所降低,同时热处理后的氟碳链迁移至涂膜表面,所得的光固化涂膜各种性能较好,特别是耐水和耐酸碱性有明显改善。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂合成工艺的研究

以异氰酸酯、聚醚多元醇及二羟甲基丙酸为主要原料,合成了水性聚氨酯预聚体(PU),并且经过扩链、交联、丙烯酸酯复合改性等反应制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂(PUA)。结果表明:对水性聚氨酯进行扩链、交联及丙烯酸酯复合改性,可以使两者优异的性能有机地结合起来,能显著提高水性聚氨酯的拉伸强度、硬度、耐磨性、耐水耐醇性,从而使水性PUA分散乳液胶膜的性能得到明显改善,以满足水性PUA木器漆用的要求。     

含氟二醇扩链的含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究

以聚醚三醇、自制的含不同氟原子数的含氟二醇、1,6-己二异氰酸酯(HDI)和亚硫酸氢钠等为原料合成了一系列热反应性含氟水性聚氨酯。通过红外光谱及19F-NMR谱对预聚体和水性聚氨酯干膜的化学结构进行了表征;通过TGA及AATCC标准对含氟聚氨酯膜的热稳定性及拒水拒油性能进行了研究。结果表明,WPU膜的初始热分解温度与聚氨酯分子中氟原子数相关,含氟原子越多,耐热性越好。膜及其整理织物的拒水拒油性能优异。     

含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

制备了具有优异拒水、拒油和易去污功能的含氟聚氨酯树脂。方法:通过自制的含氟烷基侧链的含氟二元醇扩链剂(PFDOL)、聚四氢呋喃(PTMEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)等原料,采用两步法制备了含氟聚氨酯树脂。结果:采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了产物的结构。经产物处理后的棉布和皮革对水的静态接触角可以分别达到145°和128°。处理后皮革的拒水性可达10级,拒油性可达8级。同时研究了PFDOL和DMPA含量对产品拒水、拒油和易去污性能的影响,发现DMPA含量为9.73%时,样品仍具有优异的拒水、拒油性能,为制备阴离子型水性含氟聚氨酯提供了基础;DMPA含量为7.2%,F含量为19.2%时,样品具有较好的易去污性能。制备的含氟聚氨酯树脂可应用于纺织品的拒水、柜油整理和易去污整理,具备工业化生产的可能。     

聚氨酯-聚丙烯酸酯共聚乳液的制备及形态研究

以聚醚二元醇(GE-210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制备了水性聚氨酯(WPU)乳液;再采用丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)与WPU乳液共聚制备水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(WPUA)复合乳液。讨论了WPUA乳液及胶膜的性能,并采用FT-IR、XRD、SEM和AFM等分析手段研究了WPUA涂膜的结构和形貌。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,胶膜为无定型结构,透光率90%。与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,对基材的浸润性更好;其胶膜耐水性能明显提高;SEM和AFM分析同时显示,WPUA胶膜微观呈现"脊-谷"结构。     

初始NCO/OH摩尔比对直接乳化法制备水性聚氨酯的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(PPG-210)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,采用直接乳化法合成了一系列水性聚氨酯(WPU)乳液;通过傅立叶变换红外光谱分析、差示扫描量热分析、粒径分析及力学性能测试等,研究了WPU乳液粒径大小、分子链结构、力学性能和热性能,并探讨了初始NCO/OH摩尔比(nNCO/nOH)对胶膜性能的影响。结果表明,随着初始nNCO/nOH比值的增大,所得乳液的稳定性变差,粒径变大,胶膜的拉伸强度先变大后降低,断裂伸长率逐渐降低;其相应的热分解温度稍有降低。     

丙烯酸酯类低聚物改性水性聚氨酯压敏胶的性能研究

以聚醚多元醇和IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)为主要原料,以自制的DJW-330(丙烯酸酯类低聚物)为WPU(水性聚氨酯)乳液的化学改性剂,采用自乳化法合成了性能良好的改性WPUA(水性聚氨酯丙烯酸酯)乳液。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=0.95、w(DJW-330)=1.4%时,改性WPUA乳液的稳定性较好,其粒径分布变宽,耐热性略高于未改性WPU乳液;由于DJW-330与WPU分子间是以化学键的形式结合,故此时改性WPUA压敏胶的初粘力(14#号球)、持粘力(100 min)和180°剥离强度(5.38 N/cm)同时达到最大值。     

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。     

羟基硅油改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以羟基硅油（PDMS）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚醚多元醇为主要原料,合成了有机硅改性的水性聚氨酯（WPU）材料,探讨了PDMS用量对WPU乳液和胶膜性能的影响,并采用FT—IR和DSC对其进行了表征。结果表明,随着PDMS加入量的增加,乳液粒径增大,粘度升高,胶膜的吸水率降低,力学性能和热稳定性提高。当PDMS质量分数为11．8％时,制备的有机硅改性聚氨酯材料性能最佳,其吸水率下降至5．6％,拉伸强度达到14．74MPa,断裂伸长率为462％,胶膜的初始分解温度提高了36℃。     

亲水单体对聚氨酯丙烯酸复合乳液性能的影响

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料合成了聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。考察了DMPA对PUA乳液的制备和性能的影响;确定了DMPA的添加工艺及中和度。发现随DMPA添加量增加,PUA乳液的外观变好,乳液粒径变小,乳液黏度增大,乳液凝胶量降低,稳定性变好。随DMPA添加量增大,PUA乳液涂膜的吸水率增大,涂膜的耐水性越差。综合得到w(DMPA)=7 5%,采用后添加DMPA的工艺,且DMPA的中和度90%～100%,可得到性能优异的PUA复合乳液。     

蓖麻油聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）与蓖麻油水性聚氨酯乳液共聚反应制备聚氨酯丙烯酸酯（PUA）复合乳液,研究了蓖麻油水性聚氨酯性能、MMA添加量、引发剂种类和聚合温度对PUA复合乳液及涂膜性能的影响,并应用傅里叶红外光谱（FTIR）测定反应产物的结构.研究发现,用外观半透明或微透明的PU-M分散液制备的PUA乳液及涂膜性能优良.油溶性引发剂（AIBN）比水溶性引发剂（K₂S₂O₈）更适合本体系的乳液聚合.随着MMA含量增大,PUA复合乳液胶粒粒径增大,黏度减小,涂膜光泽度下降,机械性能变好,耐水性增加.合适的MMA含量为体系总固含量的20%～30%.提出了PUA复合乳液胶粒形成及粒径长大机理.     

环氧改性聚酯聚醚型水性聚氨酯的合成及性能研究

选用环氧树脂E-44为改性剂,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(PPG-220)、聚酯多元醇(POL-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。探讨了聚酯多元醇、DMPA和环氧树脂加入量对乳液和膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、接触角及拉伸测试研究了改性树脂的结构、耐水性和力学性能;通过差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析研究了聚合物膜的热性能。实验结果表明:当w(聚酯)=20.0%,w(DMPA)=3.9%,w(E-44)=8%时,获得综合性能优良的改性水性聚氨酯。     

聚乙二醇改性环氧丙烯酸阴极电泳涂料用乳液的制备

以聚醚多元醇改性环氧丙烯酸酯为主体树脂制备了阴极电泳涂料用乳液。讨论了聚醚多元醇的种类和用量对改性环氧丙烯酸乳液及其涂膜性能的影响,以及扩链反应温度和时间对环氧基转化率的影响。通过红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)对改性前后的环氧丙烯酸阳离子树脂进行了表征。试验发现,以PEG1000为扩链剂,用量为13%~14%,在90°C下反应4h,制得的改性环氧丙烯酸乳液平均粒径65.49nm,ζ电位58.3mV,乳液黏度0.21Pa.s,常温下放置300d未分层。改性后的阴极电泳涂料漆膜柔韧性为0.5mm,附着力0级,硬度2H,冲击强度50kg.cm,耐水性达到208h,性能明显优于改性前的漆膜。     

H_(12)MDI型水性聚氨酯胶膜力学性能研究

以二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)和聚醚或聚酯多元醇合成水性聚氨酯(WPU)乳液,通过对其胶膜力学性能测试及差示扫描量热法(DSC)分析,研究了合成配方及工艺条件对WPU胶膜力学性能的影响。结果表明,采用聚酯多元醇PCDL1000以及纯4,4′体的H12MDI为主要原料,合成乳液过程中提高二羟甲基丙酸(DMPA)用量和后扩链程度,以及采用分步投料均可提高WPU胶膜拉伸强度。