聚醚型水性聚氨酯的制备与性能

分别用生物基聚1,3-丙二醇(PO3G)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)和聚氧化丙烯二醇(PPG)制备了3种不同的水性聚氨酯(WPU)分散液。采用红外分析、差热分析和原子力显微镜等研究了聚醚结构对WPU分散液的形态与性能的影响。结果表明,用PO3G制备的WPU的黏度最低;PO3G制备的WPU膜的玻璃化转变温度(Tg)、拉伸强度和吸水率介于PTMG和PPG制备的WPU膜之间。     

聚酯型水性聚氨酯的制备及在合成革中的应用

以1,4-丁二酸(SA)、二聚酸(DA)、1,3-丙二醇(1,3-PG)合成不同m(SA)/m(DA)比例柔性可调的生物基聚酯二元醇(PPSD-2000),并用PPSD-2000、4,4′-二环己基二异氰酸酯(HMDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等合成出生物基水性聚氨酯(Bio-WPU).用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)谱图对Bio-WPU进行了结构表征,动态热机械分析(DMA)显示,随着二聚酸含量的提高,Bio-WPU的玻璃化转变温度(Tg)从-5.93℃下降至-40.17℃.实验数据表明:过量率(η)=20％时PPSD的羟值(OHv)=55.79 mg KOH/g、酸值(Av)=0.38 mg KOH/g.m(SA)/m(DA)=30/70、DMPA=3.5wt％时Bio-WPU的性能最佳,制备出的合成革剥离强度达78 N/3 cm,Taber H-181000 g耐磨1000转,-10℃6万次耐折牢,70℃95RH％恒温恒湿7周剥离强度保留为75％以上.     

合成革用水性聚氨酯胶黏剂的制备及性能研究

通过选用聚酯二元醇(PBA)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG),聚己内酯二醇(PCL)和聚碳酸酯二醇(PCDL),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)作为主要原料,制备了一系列合成革用水性聚氨酯(WPU)。三羟甲基丙烷(TMP)和二羟甲基丙酸(DMPA)分别作为交联剂和亲水扩链剂。采用红外光谱(FT-IR)表征了水性聚氨酯的结构。探讨了多元醇及二异氰酸酯种类、氰羟比R值[n(-NCO)/n(-OH)]、DMPA和TMP含量对WPU耐溶剂和耐水解性能的影响。研究结果表明,PTMEG和PCDL作为软段、MDI和HMDI作为硬段,R值为4时,制得的WPU耐溶剂和耐水解综合性能较好。WPU的耐溶剂和耐水解性能还随TMP用量增大而提高。此外,DMPA用量增大,乳液更加稳定,但是耐水解性能下降。     

热活化型水性聚氨酯胶粘剂的合成及应用

以混合型二异氰酸酯[HDI(六亚甲基二异氰酸酯)/TDI(甲苯二异氰酸酯)]、结晶性聚酯二元醇和水溶性磺酸盐扩链剂(A-50)等为基本原料,合成了一种PVC(聚氯乙烯)合成革用热活化型WPU(水性聚氨酯)胶粘剂,并着重探讨了软硬段结构、DMPA(二羟甲基丙酸)和胺类扩链剂对该胶粘剂性能的影响。研究结果表明:当n(TDI)∶n(HDI)=30∶70、n(—NCO)∶n(—OH)=1.4∶1、w(DMPA)=5%(相对于WPU质量而言)和A-50扩链度为40%时,WPU胶粘剂具有优异的剥离强度(37 N/25 mm)、较低的热活化温度(55℃),并且其胶膜表现出良好的耐水性(吸水率为11.0%)和耐热性(110℃),而且在140℃时可快速熔融变黏,冷却降温后的性能也较稳定。     

水性聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯杂化乳液的合成

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)和二羟甲丙酸(DMPA)合成了水性聚氨酯分散体(WPU),讨论了PPG摩尔质量,NCO/OH及PPG/DMPA比例对WPU乳液和涂膜性能的影响。以WPU为种子与甲基丙烯酸甲酯进行乳液聚合制备杂化乳液,研究了不同PU/PMMA物质的量比例对杂化乳液及涂膜性能的影响,并采用TEM对WPU及杂化乳液粒子进行了表征。结果表明,在以PPG1000为原料,NCO与OH物质的量比为1.4∶1,PPG与DMPA物质的量比为1∶0.8条件下制备的WPU杂化乳液,随着PMMA比例增加,杂化乳液的稳定性和成膜性变差,聚合物膜断裂伸长率降低,但铅笔硬度、耐水性及耐乙醇性均得到了改善。     

丙烯酸酯改性ANGE-PCDL型WPUA的合成与表征

以丙烯海松酸新戊二醇酯(ANGE),聚碳酸酯二元醇(PCDL)、丙烯酸/3-AE丙Al-( HPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二劲甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制备了ANGE-PCDL型水性聚氨酯分散体(WPU);滴加丙烯酸酯单体到WPU中,得到了PCDL-ANGE型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA)....     

有机硅改性无溶剂聚氨酯树脂在合成革中的应用

通过双组分浇注工艺制备出一系列的无溶剂聚氨酯合成革,探讨了异氰酸酯组分(B组分)-NCO质量分数、异氰酸酯指数(r值)、软段类型及有机硅改性对合成革性能的影响。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)谱图表明,有机硅多元醇(OF-OH-702E)与异氰酸酯充分反应接入聚氨酯链段,动态热机械分析(DMA)表明,双组分聚氨酯通过OF-OH-702E改性后玻璃化转变温度(Tg)从-26.4℃下降至-40.35℃。实验数据表明,B组分中的软段聚碳酸酯二元醇(PCDL-2000)与OF-OH-702E质量比为90/10,-NCO质量分数为16wt%时,与聚四氢呋喃二元醇(PTMG-2000)型A组分按照r值为1.05反应产物综合性能最佳,制备出的无溶剂合成革剥离强度达110N/cm3,Taber H-22 1000g耐磨1620转,-20℃8.7万次耐折牢度,70℃95RH%恒温恒湿测试10周剥离强度保留率为85.2%,满足运动鞋用合成革标准。     

木材加工用水性聚氨酯胶粘剂的研究

为了获得稳定性较好的水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,以丙酮为溶剂、聚醚(N210)为软段、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)为硬段、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂、三乙胺(TEA)为成盐剂和聚乙烯醇(PVA)为增稠剂等,制备了环保型木材粘接用WPU胶粘剂。研究了MDI、N210、DMPA、TEA和PVA用量等对乳液稳定性、胶粘剂剪切强度及黏度的影响。结果表明:当n(MDI)∶n(N210)∶n(DMPA)∶n(TEA)=2.4∶1∶0.8∶0.64、w(PVA)=2.0%～3.0%时,可制得常温(20～30℃)存放90 d以上、剪切强度超过4.2 MPa的稳定WPU胶粘剂。     

合成革用自消光水性聚氨酯树脂的制备和表征

以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为单体,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联单体制备了自消光水性聚氨酯(WPU)树脂乳液。采用傅立叶红外光谱仪、金相显微镜以及粒径分布仪对乳液的结构和形态进行了表征。考察了预聚体R值、DMPA用量对WPU乳液粒径和稳定性的影响,以及TMP用量对自消光WPU树脂消光度和耐热性的影响,并对自消光WPU合成革表面的性能进行了测试。结果表明,预聚体R值为1.9~2.0、DMPA和TMP质量分数分别为1.5%和0.2%~0.4%时,可以得到消光度高、粒径均匀、状态稳定的自消光WPU树脂,用于合成革表面处理具有良好的使用性能。     

纺织整理剂用封端型脂肪族水性聚氨酯的合成与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用NaHSO3封端,合成了系列脂肪族水性聚氨酯(WPU)乳液,研究了脂肪族WPU中软段类型、Nnco/Noh、DMPA用量以及NaHSO3用量对乳液及其胶膜相关性能的影响.结果表明,当使用聚醚多元醇GMN3050、Nnco/Noh为1.8、DMPA的质量分数为5.5%、nNaHSO3/Nnco为1.1时,得到的封端型脂肪族水性聚氨酯综合性能最好.     

透明聚酯型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯型WPU(水性聚氨酯)具有较高的力学强度和粘接强度,但是其较高的结晶性会导致胶膜透明性较差。以聚丙二醇(PPG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2′-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)等为原料,制备PPG改性聚酯型WPU。研究结果表明:PPG改性聚酯型WPU的黏度适中,储存稳定性良好;随着PPG含量的不断增加,WPU胶膜的透明性因结晶受阻程度增大而变好,相应胶粘剂的T型剥离强度和拉伸强度下降,而断裂伸长率升高;当w(PPG)=10%～20%时,相应WPU胶粘剂的透明性、T型剥离强度(≥1.97 N/mm)、拉伸强度(≥14.7 MPa)和断裂伸长率(≥421%)俱佳。     

基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

聚酯-聚醚混合型水性聚氨酯的合成工艺研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇（PBAG）和聚乙二醇（PEG）为软链段,以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二羟甲基丙酸（DMPA）为硬链段,采用预聚体法制备了水性聚氨酯（WPU）,研究了R值（NCO／OH摩尔比）、DMPA用量、聚酯与聚醚摩尔比等对乳液的粘度、粒径、稳定性和聚氨酯胶膜力学性能的影响。结果表明,选用尺值为2．0、DMPA质量分数为3．5％、聚酯与聚醚摩尔比为2．5,制备的聚酯-聚醚混合型WPU的粒径可以达到310nm,粘度达到65mPa·s,其离心稳定性和wPU膜力学性能良好。经WPU涂层整理织物的耐静水压达到6．08kPa,透湿量达4550g／（m2×24h）,符合服用性能的要求。     

HDI型水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究

以聚酯二元醇、二异氰酸酯(HDI)与2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用丙酮法合成了HDI型水性聚氨酯(WPU),探讨了亲水扩链剂DMPA用量对WPU乳液粒径、耐水性、耐热性及剥离强度等性能的影响。结果表明:随着DMPA含量不断增加,WPU乳液粒径减小,WPU膜的吸水强度、耐热性和剥离强度先升高后降低。当R(NCO/OH)值为2.226,扩链剂DMPA的加入量为3.5~4%时,可获得综合性能较好的水性聚氨酯。     

亲水基含量对水性聚氨酯性能的影响

以TDI(甲苯二异氰酸酯)、DMPA(二羟甲基丙酸)、聚酯多元醇和二次扩链剂(端-NCO基PU预聚体)为主要原料,采用二次扩链法制备聚酯型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了DMPA含量对WPU的储存稳定性、胶膜耐水性、乳液粒径及其分布等影响。研究结果表明:在其他条件保持不变的前提下,当w(DMPA)=9%(相对于TDI质量而言)时,WPU的储存稳定性相对较好、粒径相对较小、粒径分布相对较窄且胶膜耐水性相对最好。     

改性水性聚氨酯汽车内饰胶的合成

采用丙酮法,并以聚醚二元醇(N220)、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,制备了聚氨酯(PU)预聚体;然后以丙烯酸酯为改性剂合成出水性聚氨酯(WPU)乳液。实验结果表明,当w(丙烯酸酯单体)=25%、w(DMPA)=3.8%时,可得到高性能的改性WPU乳液;由该乳液制得的胶粘剂可以满足汽车内饰材料的粘接要求。     

水性聚氨酯基锂离子电池粘结剂的制备与性能

以聚氧化丙烯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、三羟甲基丙烷聚乙二醇为主要原料制备水性聚氨酯(WPU),再以水性聚氨酯为粘结剂与磷酸铁锂(Li Fe PO4)和导电炭黑(SP)混合,得到正极膜片,通过循环、倍率等测试,研究以水性聚氨酯为粘结剂与以聚偏氟乙烯为粘结剂所组装的电池的电化学性能。研究表明,以水性聚氨酯为粘结剂按质量比m(Li Fe PO4)∶m(WPU)∶m(SP)=90∶5∶5调浆制备的正极膜所组装锂离子电池电化学性能最优,在0. 2,1,2,3,5 C时,放电容量分别为162,131,105,90,69 m Ah/g,以0. 2 C倍率循环500次,容量保持率为78. 8%。     

不同软段对水性聚氨酯性能影响的研究

分别以聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为多元醇组分,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为异氰酸酯组分,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,采用预聚体法合成一系列不同软段的水性聚氨酯(WPU)。讨论了聚醚二醇的种类及异氰酸酯指数(R值)对合成WPU乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当R值为1.15时,PTMG型WPU的干燥速率、成膜性均优于PPG型和PEG型WPU。当R值为1.2时,PTMG型WPU的粘结性能和拉伸性能均较优,耐水性最好;当R值为1.05时,PTMG型WPU的干燥速率最快,耐水性最差。     

聚碳酸亚丙酯型聚氨酯浆料的合成与性能研究

以聚碳酸亚丙酯二醇(PPCD)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为主要原料,采用逐步聚合方法制备了PPCD型聚氨酯皮革浆料(PPCD-PUS),研究PPCD中副产物碳酸丙烯酯(PC)的含量、扩链剂、PPCD分子量及聚氨酯硬段含量等因素对皮革浆料性能的影响。结果表明,PC对PPCD皮革浆料的合成产生较大影响,当PPCD中PC质量分数超过10%时,皮革浆料合成后期会发生凝胶,当PC质量分数在3%左右时,可以制备出流动性较好的皮革浆料;PPCD分子量对聚氨酯胶膜性能产生较大影响,PPCD分子量越高,产品力学强度越高,断裂伸长率越低。     

水性聚氨酯基锂离子电池粘结剂的制备与性能

以聚氧化丙烯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、三羟甲基丙烷聚乙二醇为主要原料制备水性聚氨酯(WPU),再以水性聚氨酯为粘结剂与磷酸铁锂(Li Fe PO4)和导电炭黑(SP)混合,得到正极膜片,通过循环、倍率等测试,研究以水性聚氨酯为粘结剂与以聚偏氟乙烯为粘结剂所组装的电池的电化学性能。研究表明,以水性聚氨酯为粘结剂按质量比m(Li Fe PO4)∶m(WPU)∶m(SP)=90∶5∶5调浆制备的正极膜所组装锂离子电池电化学性能最优,在0. 2,1,2,3,5 C时,放电容量分别为162,131,105,90,69 m Ah/g,以0. 2 C倍率循环500次,容量保持率为78. 8%。