氨基硅油微乳液改性水性聚氨酯的合成和性能

合成了水性聚氨酯乳液和氨基硅油(AEAPS)微乳液改性水性聚氨酯乳液,研究了两种水性聚氨酯的性能及在织物上的涂层效果。结果表明,当氨基硅油相对于聚丙二醇的质量百分比为8.18%时,有机硅改性水性聚氨酯乳液的离心稳定性好,乳液胶膜表面硅原子的质量分数为0.92%;该有机硅改性水性聚氨酯软段相与硬段相的微观相分离增大,乳液胶膜的耐水性能和热稳定性提高;该有机硅改性水性聚氨酯乳液作为织物涂层剂时,可以赋予织物柔软、滑爽的风格。     

复合改性水性聚氨酯乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。在此基础上,采用三羟甲基丙烷(TMP)对其进行了交联改性并通过环氧树脂和丙烯酸酯对其进行共聚改性,制得了以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳的核壳交联型水性聚氨酯分散体。通过乳液粒度、黏度和涂膜的耐水性和硬度、接触角等分析以及透射电镜观测研究了二羟甲基丙酸(DM-PA)、TMP、环氧树脂以及MMA用量对水性聚氨酯涂膜耐水性等性能的影响,确定了最佳物料配比。结果表明,当DMPA、E-20、TMP和MMA在聚氨酯水性分散体中的质量分数分别为7.5%、6%、1%和20%时,合成的水性聚氨酯乳液平均粒径80 nm,黏度适中,胶膜的物理力学性能较好,耐水性提高。     

废弃皮胶原蛋白改性水性聚氨酯的合成与表征

利用异氟尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃、1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸为原料,采用预聚体合成法制备水性聚氨酯乳液,在合成过程中添加从废弃皮中提取的胶原蛋白作为改性剂,制备了一种胶原蛋白改性水性聚氨酯乳液,系统研究了胶原蛋白用量对乳液及胶膜性能的影响;并利用FTIR、XRD、AFM对水性聚氨酯胶膜的结构进行了表征。结果表明,胶原蛋白与聚氨酯主链发生了接枝反应,且胶原蛋白的加入使聚氨酯乳液的粒径增加,使聚氨酯胶膜的结晶趋势增加,表面粗糙度降低。胶原蛋白的最佳用量为IPDI和PTMG总质量的10%,此时聚氨酯胶膜的力学性能和抗水性能最优,其中,胶膜抗张指数达到10.20 MPa,比空白样提高了11.61%;胶膜吸水率达到2.25%,比空白样降低了87.82%。     

环氧树脂改性水性聚氨酯-丙烯酸酯的初步研究

合成了环氧树脂改性的水性聚氨酯 丙烯酸酯 ,研究了环氧树脂用量、加入方式对乳液稳定性的影响。环氧基团在乳液胶膜热处理时交联 ,从而改善了胶膜的力学性能及耐水性、耐溶剂性能。     

萜烯树脂乳液对聚氨酯乳液性能的影响

分别采用预聚法和直接乳化法制备了水性聚氨酯乳液和萜烯树脂乳液,讨论了萜烯树脂乳液的用量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当加入萜烯树脂乳液质量分数为25%时,聚氨酯乳液的粘度和胶膜的拉伸强度均达到最大值,分别为20.1mPa.s和15.70MPa,胶膜伸长率达到377%,其用量再增大时,伸长率增加不明显;胶膜剥离强度在萜烯树脂乳液质量分数为30%时达到最大值9.87N/cm;当萜烯树脂在质量分数低于20%时,胶膜吸水率变化较小,超过20%后胶膜吸水率增大。     

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，     

环氧华脂改性水性聚氨酯—丙烯酸酯的初步研究

合成了环氧树脂改性的水性聚氨酯－丙烯酸酯，研究了环氧树脂用量、加入方式对乳液稳定性的影响，环氧基团在乳液胶膜热处理时交联，从而改善了胶膜的力学性能及耐水性、耐溶剂性能。     

多重改性水性聚氨酯的力学性能和粘接性能研究

以聚已内酯二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基料,以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂.采用环氧树脂和松香对水性聚氨酯进行改性,制备出环氧树脂和松香改性的聚氨酯复合乳液.重点考察了环氧树脂、松香和三羟甲基丙烷用量对水性聚氨酯粘接性能和力学性能的影响.红外光谱分析表明.环氧树脂和松香参与了体系的反应,最终形成环氧树脂和松香改性水性聚氨醣.胶膜拉伸试验表明,环氧树脂的引入增加了水性聚氨酯胶膜的韧性:向聚氨酯体系中引入松香降低了聚氨酯胶膜的杨氏模量和拉伸强度,同时胶膜的断裂伸长率有所增加;在适宜的用量范围内,三羟甲基丙烷可大大提高水性聚氨酯胶膜的杨氏模量及拉伸强度.粘接试验表明,环氧树脂对聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度有显著影响;随松香用量的增加,聚氨酯胶粘剂的初粘力和T型剥离强度均出现峰值;TMP对聚氨醅胶粘剂的T型剥离强度有很大影响,在实验范围内,TMP用量越大,聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度越大.当环氧树脂用量为5.65%、松香用量为8.92%、三羟甲基丙烷用量为2.7%时,水性聚氨酯胶膜的力学性能最佳,用该乳液配制的胶粘剂可满足复合软包装对胶粘剂的要求.     

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。     

环氧树脂改性阳离子型水性聚氨酯的合成

为了提高水性阳离子聚氨酯涂膜的耐水性和力学性能,以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇、一缩二乙二醇、环氧树脂E-51、N-甲基二乙醇胺为主要原料,采用丙酮法合成出环氧树脂改性的阳离子聚氨酯乳液。研究了反应条件和配方对乳液及胶膜性能的影响。通过引入环氧树脂得到的涂膜耐水性大大提高。     

丙烯酸酯含量对水性聚氨酯性能的影响

采用无皂种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液,考察了丙烯酸酯含量对水性聚氨酯乳液粒径、运动黏度、胶膜的耐水性和力学性能的影响。试验结果表明,随着丙烯酸酯含量的增加,复合乳液的粒径增大,运动黏度减小,胶膜的耐水性和拉伸强度提高,但胶膜的断裂伸长率有所降低,适宜的丙烯酸酯用量为40%～50%。     

三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液的制备与性能

以甲苯二异氰酸酯接枝三聚氰胺(T-M)、聚醚N-210、聚醚N-220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,采用原位聚合法制备了三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液及其固化胶膜。用傅里叶变换红外光谱表征了T-M和产物。考察了T-M含量与乳液黏度及粒径的关系。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪、拉力机和扫描电镜探讨了T-M含量对胶膜热性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明,随着T-M含量增加,乳液平均粒径增大,并且粒径分布变宽,黏度降低;胶膜的热稳定性和耐水性均有所提高,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率降低。与纯聚氨酯胶膜相比,当T-M添加量为3.0%时,改性材料拉伸强度提高了110%,断裂伸长率下降了1/2,失重50%时的热分解温度提高了8.4°C。     

蓖麻油改性阳离子型水性聚氨酯的合成及性能

采用蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚丙二醇、一缩二乙二醇、N-甲基二乙醇胺、三羟甲基丙烷,合成了一系列蓖麻油改性阳离子型水性聚氨酯分散液.用红外光谱分析、粒径测试、智能电子拉力试验、摆杆硬度测试、热分析等对所合成的聚氨酯的结构、乳液的粒径和膜性能进行测试.结果表明:随着蓖麻油用量的增加,阳离子型水性聚氨酯乳液的粒径逐渐增加,膜的摆杆硬度及耐水性能逐渐增强:蓖麻油在树脂中质量分数达8.4％时,膜的摆杆硬度达到0.86;而蓖麻油在树脂中质量分数达6.4％时,阳离子型水性聚氨酯胶膜浸泡24 h的吸水率几近为零;且蓖麻油的引入,使胶膜的耐热性也有所提高.     

端羟基聚丁二烯型水性聚氨酯的制备、性能及交联改性

以3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇(BOODT)与异氰酸酯后扩链制备端羟基聚丁二烯(HTPB)型水性聚氨酯(WPUHS)分散液,再在紫外光照射下通过硫醇与双键的反应对水性聚氨酯分散液进行交联改性。研究了HTPB含量对分散液的稳定性、WPUHS的耐水性及力学性能的影响。结果表明:当HTPB含量约为4%时,分散液的粒径、WPUHS的耐水性及力学性能相对较好。同时探讨了交联改性中光引发剂种类及光照时间对胶膜交联密度及力学性能的影响,结果表明:安息香二甲醚为引发剂时,交联后胶膜的交联密度及力学性能较优;且光照时间为1 h时胶膜力学性能最优。     

环氧树脂改性阴离子型水性聚氨酯的研究

研究了环氧树脂改性阴离子型水性聚氨酯分散体的合成工艺。通过在聚氨酯分子链中引入环氧树脂E-51,采用小分子扩链剂一缩二乙二醇(DEG)等进行乳液共聚合,达到对水性聚氨酯结构的交联改性。结果表明,采用共聚方法加入环氧树脂所得到的胶膜在吸水率和力学性能方面都比采用共混方法所得到的胶膜优异;结合DSC分析和力学性能等方面的研究发现,随着NCO/OH摩尔比值的增加,软段的玻璃化温度Tg逐渐向低温方向偏离,同时胶膜拉伸强度逐渐增大,伸长率逐渐减小;当环氧树脂的质量分数为7%时,胶膜的耐水性及力学性能最佳。     

三聚氰胺交联改性水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯和聚丙二醇(PPG-2000)为主要原料,以三聚氰胺为交联剂,采用预交联(产物记为MWPU)和后扩链(产物记为mWPU)两种交联方式合成三聚氰胺交联改性水性聚氨酯乳液,并与以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂制备的改性聚氨酯(产物记为TWPU)进行了对比。通过测量乳液粒径、红外光谱分析、热重分析、力学性能测试、吸液率计算,考察了交联剂种类、用量以及交联方式对改性乳液及其胶膜结构与性能的影响。结果表明,交联改性增大了乳液的平均粒径,提升了胶膜的铅笔硬度,拉伸强度、热稳定性和耐水性,但对附着力的影响不大。用三聚氰胺改性所得胶膜的性能优于用TMP改性,采用预交联方式改性优于后扩链方式。当交联度为5/20时,MWPU胶膜的拉伸强度达到13.45 MPa,硬段最大分解速率对应温度为351℃,软段最大分解速率对应温度达到404℃。     

阳离子水性聚氨酯的合成及其固色性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、N-甲基二乙醇胺、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷(TMP)为硬段,以聚四氢呋喃二醇为软段,采用预聚体法合成一系列阳离子水性聚氨酯(WPU)乳液,并考察了R值、TMP含量对阳离子WPU乳液性能、胶膜的力学性能和耐水性以及处理过织物的耐摩擦牢度的影响。结果表明,当R值为1.10时,阳离子WPU胶膜耐水性较好,力学性能适中,处理过的织物相比未处理过的干、湿摩擦牢度均提高1级。当TMP质量分数为0.9%时,阳离子WPU胶膜耐水性能良好,力学性能较好,织物干摩擦牢度提高1级,湿摩擦牢度提高1~2级,固色性能最佳。     

改性高岭土/水性聚氨酯复合材料的制备与表征

采用钛酸酯偶联剂干法改性高岭土,配成母液,用此母液乳化中和后的聚氨酯预聚体,制得改性高岭土/水性聚氨酯复合材料(WPUM)。研究了复合材料的乳液粒径、胶膜力学性能、结晶性和热稳定性等性能。结果表明:复合材料乳液粒径随着改性高岭土质量分数的增加,先增加后减小;改性高岭土的加入可以明显提高水性聚氨酯胶膜的力学性能,当改性高岭土质量分数为1.6%时,复合材料的断裂伸长率与纯聚氨酯胶膜相比提高了13%;X射线衍射法(XRD)分析结果显示,改性高岭土促进了聚氨酯的微相分离;热重分析法(TG)、差示热重法(DTG)分析结果表明,水性聚氨酯复合材料胶膜热分解的起始温度无变化,硬段最高热失重温度略有降低。     

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℃。     

三异丙醇胺交联改性阳离子水性聚氨酯封底漆的合成及其性能

以三异丙醇胺(TIPA)为交联剂制备了不同交联度的阳离子型水性聚氨酯(CWPU)。用红外表征其结构,并分别对CWPU乳液的粒径分布和胶膜的机械性能、热学性能以及耐水性进行了测试。结果表明:随着TIPA含量的增加,CWPU乳液的平均粒径先减小后增大,胶膜硬度增加,拉伸强度增大,软段玻璃化转变温度提高,耐水性和耐热性提升。当TIPA加入量为1.80%时,胶膜机械性能最优,拉伸强度达17.5 MPa,硬度达邵D65,耐热性也最好;当TIPA加入含量为1.35%时,胶膜耐水性最好,96 h吸水率为4.2%,并且乳液粒径较小,较适合作木器封底漆。