阳离子水性聚氨酯的合成研究

采用甲苯二异氰酸酯（TDI）与聚酯二醇、亲水扩链剂和其它多元醇反应合成阳离子水性聚氨酯乳液，讨论了扩链剂的种类、加料方式、添加量及中和度等对聚酯乳液及其涂膜性能的影响。研究发现，采用N－甲基二乙醇胺为亲水扩链剂，用饥饿加料的方式，在中和度等对聚氨酯及共涂膜性能的影响。研究发现，采用N－甲基二乙醇胺为亲水扩链剂，用饥饿加料的方式，在中和度为90％－100％时合成的阳离子水性聚氨酯乳液具有良好的贮存稳定性，涂膜具有较好的机械性能和耐水性。     

低温烘烤型双组分水性聚氨酯涂料

采用溶液聚合法，合成了丙烯酸五元共聚物；将该共聚物中的羧基中和后制成丙烯酸多元醇分散体，将其作为B组分与一种低黏度的多异氰酸酯固化剂(A组分)组成双组分水性聚氨酯涂料。研究发现：引发剂含量、羟基含量、中和度以及A、B两组分混合搅拌方式都对双组分涂膜的性能产生重要影响。当引发剂含量为1％，羟基含量为2．7％，中和度为100％，A、B组分采用机械搅拌混合时所得的涂膜综合性能最好。水性涂料的适用期达到8h，超过相应的溶剂型涂料。     

高稳定性聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液的合成工艺研究

采用甲苯二异氰酸酯与聚酯二醇、亲水扩链剂和其它多元醇反应合成了聚酯型阴离子性聚氨酯乳液。讨论了扩链剂的种类、加料方式、添加量及中和剂种类和中和度等因素对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。研究发现：采用二羟甲基丙酸为亲水扩链剂，用溶液加料的方式，用氢氧化钾作中和剂且中和度为90％～100％时合成的聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液具有良好的贮存稳定性，且涂膜的耐水性和机械性能良好。     

水性双组分聚氨酯外墙罩光清漆的研制

水性双组分聚氨酯涂料兼有溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC（挥发性有机化合物）特点,成为当前涂料研究的热点和发展方向。以核壳结构的羟基丙烯酸乳液为主要成膜物质,以水性异氰酸酯为固化剂,制得水性双组分聚氨酯外墙罩光清漆,所得涂膜性能优异且VOC含量极低。     

双羟基四配位硅改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能

通过二步法制备了双羟基四配位硅（DHTS）改性水性聚氨酯，研究了n（NCO）／n（OH）、二羟甲基丙酸（DMPA）的含量、DHTS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响。结果发现，确定n（NCO）／n（0H）在1．5～1．7之间，DMPA质量分数在5％左右，DHTS质量分数为2．6％时，制得的乳液外观呈蓝光半透明，稳定性高；涂膜耐热性高、吸水率低。与乙二胺作扩链剂时相比，用双羟基四配位硅作扩链剂合成出来的水性聚氨酯各方面性能均有所提高。     

环氧基四配位硅改性水性聚氨酯及性能分析

通过二步法制备了环氧基四配位硅（ETCS）改性水性聚氨酯，研究了n（-NCO）：n（-OH）、二羟甲基丙酸（DMPA）的含量、ETCS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响，确定了n（-NCO）：n（-0H）在1．5-1．7之间，DMPA质量分数在5％左右，ETCS质量分数小于3％时制得的乳液外观呈蓝光半透明，粒子半径小，稳定性高；涂膜耐热性高、吸水率低。实验证明ETCS作为扩链剂比乙二胺作扩链剂时合成的水性聚氨酯各方面性能均有提高。     

高性能水性双组分木器清漆的制备

水性双组分聚氨酯（WB 2K—PU）涂料具有高性能,低VOC含量的特点。随着多元醇树脂和异氰酸酯固化剂的发展,水性双组分聚氨酯涂料在木器上的涂装技术发展迅速,且具有优异的涂膜性能。本文介绍了2K-PU涂料中树脂、助剂的选择,并制备了高性能水性双组分聚氨酯木器涂料。     

水性聚氨酯涂料合成及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯和聚醚多元醇为主要原料合成水性聚氨酯乳液。其中,采用二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂,制备了一系列的阴离子水性聚氨酯（CWPU）乳液,。同时还研究了CWPU乳液制备过程中的影响因素和CWPU乳液涂膜的接触角和结合强度。研究表明,当DM—PA的质量分数为7．0％～8．0％,中和度为70％～80％时,得到CWPU乳液具有较好的流动性能。随着DMPA含量增加,CWPU乳液涂膜耐水性先增加后减小;随着中和度的提高,粘度和结合强度均有显著地提高,其中最大结合强度在418N。     

高性能水性聚氨酯乳液的合成及表征

高性能环保的丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液是当前涂料工业研究的一个热点。以甲苯二异氰酸酯（TDI-80）、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，采用原位乳液聚合法，先制得水性聚氨酯（PU）预聚物／乙烯基单体混合物，然后加入引发剂，自由基乳液聚合得到聚氨酯．丙烯酸酯（PUA）复合乳液。研究发现PUA乳液的性能及外观与NCO／OH比值、二羟甲基丙酸（DMPA）含量、中和度等密切相关。当NCO／OH的摩尔比为1，3～1．4，—COOH含量约2．6％（质量分数），中和度=90％-100％时，所得PUA乳液外观好、性能佳。     

丙烯酸分散体多元醇和亲水改性HDI三聚体双组分水性聚氨酯涂料

双组分水性聚氨酯涂料主要由水性羟基组分(A组分)和多异氰酸酯组分(B组分)构成。以丙烯酸分散体多元醇为A组分,以亲水改性HDI三聚体为B组分,将两者混合固化成膜,得到了双组分水性聚氨酯涂膜。在这一过程中,考察了A组分的组成和结构以及A、B组分的混合配比对最终涂膜性能的影响。结果表明:得到性能良好的双组分水性聚氨酯涂膜,适宜的工艺参数为:羟基含量4%~5%,中和度80%,多异氰酸酯固化剂与羟基树脂的n(—NCO)∶n(—OH)为1.0~1.2。最后将该涂膜与双组分溶剂型聚氨酯涂膜进行了性能比较,结果表明其综合性能接近相应的溶剂型涂膜,其VOC含量只有后者的36%,符合环保要求,因此具有广阔的应用前景。     

阳离子型水性丙烯酸酯聚氨酯塑料涂料的研究

合成了阳离子型羟基丙烯酸酯树脂分散体(A组分),其与多异氰酸酯固化剂(B组分)配制的双组分水性聚氨酯涂料可用于ABS、PC/ABS、PC、PVC等塑料制件的表面涂装。研究了甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)用量,硬单体甲基丙烯酸甲酯与软单体丙烯酸丁酯(MMA/BA)的质量比及A、B组分(NCO/OH)物质的量比对聚氨酯涂膜性能的影响,采用FT-IR和DSC对固化膜结构进行了表征。结果表明:DMAEMA用量为5%,HEA用量为15%,m(MMA)/m(BA)=2,n(NCO)/n(OH)=1.2~1.4可得到力学性能、耐水性、耐化学品性优秀的涂膜。     

聚醚型阴离子水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

采用聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基本原料,用预聚法合成了稳定的聚醚型水性聚氨酯乳液。探讨了NCO/OH(摩尔比)、DMPA用量、中和度等对水性聚氨酯性能的影响。实验表明:当预聚温度为80℃、乳化温度为30℃时,初聚NCO/OH为2.0、总NCO/OH为1.2、DMPA用量为4%、中和度为100%、TMP与DMPA的摩尔比控制在1:4左右时合成的聚醚型阴离子水性聚氨酯具有较好的乳液稳定性,且涂膜的耐水性和机械性能优良。     

Recent developments in aqueous two-component polyurethane (2K-PUR) coatings

In the field of environmentally friendly coatings waterborne two-component polyurethane systems represent a new technology, combining the good film properties of solventborne two-component polyurethane coatings with the low VOC values of waterborne technology. Recently, waterborne two-component polyurethane coatings have matured to the point that they offer realistic alternatives to the corresponding solventborne systems in various application fields.

For industrial finishing and automotive refinish we are introducing rapid drying coatings exhibiting well-balanced range of properties at low VOC level. We developed high-performance OEM-clearcoats which combine good chemical resistance with excellent mar resistance. Waterborne soft-feel lacquers are already well established in the market.

Development of a new generation of water dispersible polyisocyanates as well as improvements in application technology have contributed substantially to this. Additionally, progress in understanding the fundamental principles of aqueous two-component-PUR systems like side reactions during pot life and film formation or the cause of blistering supported our developments.

We expect that waterborne two-component polyurethane coatings will gain a significant share of the market where high-performance coatings are demanded.     

双重改性水性聚氨酯分散体的合成及应用

以异氰酸酯、聚己内酯二元醇、环氧树脂E-51、二羟甲基丙酸和蓖麻油为主要原料制备了环氧树脂和蓖麻油双重改性的水性聚氨酯分散体。结果表明,当NCO与OH摩尔比为1.3、DMPA添加质量分数为4%~6%、三乙胺中和度为80%时,所得涂膜铅笔硬度H,耐水性72 h无异常,满足了水性木器面漆的性能要求。     

Waterborne polyurethane dispersions obtained with polycarbonate of hexanediol intended for use as coatings

Three waterborne polyurethane dispersions derived from polycarbonate of hexanediol (PCD) with molecular weight of 1000 Da were synthesized by the acetone method and used as coatings for stainless steel plates. Different hard segments content in the polyurethanes were obtained by varying the isocyanate/macroglycol (NCO/OH) molar ratio. A decrease in the NCO/OH ratio produced an increase in the mean particle size as well as a decrease in the Brookfield viscosity of the dispersions. Furthermore, the greater the NCO/OH ratio the higher the urea and urethane hard segment content, the higher the glass transition temperature value and the higher the elastic modulus of the polyurethane was. On the other hand, the NCO/OH ratio affected the adhesion of the polyurethanes. The adhesion was evaluated by using three different procedures: T-peel strength tests of flexible PVC/waterborne polyurethane dispersion/flexible PVC joints; single lap-shear tests of aluminium/waterborne polyurethane dispersion/aluminium joints and cross-cutter adhesion test of polyurethane coatings on stainless steel pieces. Finally, several properties of the polyurethane coatings on stainless steel pieces were tested including Persoz hardness, gloss, chemical resistance and yellowness index.     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-128)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,制备环氧改性水性聚氨酯乳液。研究预聚体中的—NCO和—OH物质的量之比(R)及小分子扩链剂、亲水扩链剂、环氧树脂的加入量,对粒径、黏度、贮存稳定性和涂膜耐水性的影响。实验结果表明:预聚体中R值为6～7;小分子扩链剂BDO用量为7%～8%;亲水扩链剂DMPA的用量为6%～7%;环氧树脂添加量为6%～7%时,乳液外观及稳定性最好,涂膜的耐水性能优异,可以作为一种性能优异的涂料用水性聚氨酯树脂。     

疏水型阳离子水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯,聚酯、聚醚混合多元醇为基本原料,N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水扩链剂,羟丙基聚二甲基硅氧烷、单硬酯酸甘油酯为改性剂,通过醋酸中和反应制备出疏水型自乳化阳离子水性聚氨酯乳液;研究了改性剂用量、R值(体系中—NCO和—OH的物质的量比)、MDEA含量和中和度对乳液耐水性的影响。结果表明:羟丙基聚二甲基硅氧烷和单硬酯酸甘油酯加入到聚氨酯体系中,均能显著提高聚氨酯的耐水性;胶膜吸水率随MDEA含量增加呈先降低后升高的趋势;当中和度小于100%时,胶膜吸水率随中和度的增大而减小;当中和度大于100%时,中和度对胶膜吸水率无明显影响。     

内交联水性聚氨酯胶粘剂的研究

讨论了NCO/OH物质的量比对水性聚氨酯(WPU)性能的影响;分别采用蓖麻油、甘油、三羟甲基丙烷合成内交联型水性聚氨酯,讨论了3种不同内交联剂对WPU耐水性、力学性能、涂膜手感的影响。     

水性双组分聚氨酯涂料的研制及性能研究

探讨了含羟基聚丙烯酸酯分散体、多异氰酸酯固化剂、n-NCO／n-OH配比、固化时间和干燥条件,以及催化剂用量对水性双组分聚氨酯涂膜性能的影响,同时对水性双组分聚氨酯涂料的活化期进行了研究。