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。     

环氧蓖麻油改性水性聚氨酯乳液的制备及其胶膜性能研究

以4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚乙二醇(PEG)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,环氧蓖麻油(ECO)为交联改性剂,制备了ECO改性WPU(水性聚氨酯)乳液。研究结果表明:ECO中的羟基和环氧基均参与了WPU的合成反应;随着ECO掺量的不断增加,WPU胶膜的疏水性、拉伸强度及热稳定性提高,WPU乳液的粒径逐渐变大、外观和储存稳定性变差;当w(ECO)=5.5%(相对于预聚体质量而言)时,WPU乳液呈微透明(泛蓝)状,WPU胶膜的综合性能相对最佳。     

磺酸盐型水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚己二酸丁二醇酯(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和乙二胺基磺酸钠(A-95)为主要原料,合成了系列磺酸盐型水性聚氨酯(WPU);研究了磺酸盐含量和扩链时间对WPU性能的影响,分析了磺酸盐型WPU的生产工艺。研究结果表明,磺酸盐型和羧酸型WPU的红外吸收差别不大,磺酸盐含量越高,预聚体粘度就越大,乳液外观也越好,胶膜的机械强度也就越高;扩链时间越长,乳化前预聚体粘度就越大;当w(磺酸盐)=1.5%、扩链时间为25min时磺酸盐型WPU的综合性能最好,此时乳液粘度为37mPa·s、固含量为50%,胶膜的拉伸强度为14.06MPa;磺酸盐型WPU的生产工艺比DMPA型WPU更加简单、高效和环保,并可以实现连续化生产。     

催化剂对复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

采用丙酮法制备了复合薄膜用的水性聚氨酯(WPU)乳液胶粘剂,研究了催化剂用量对WPU反应速率及其性能的影响。研究结果表明,适量的催化剂能明显加快聚氨酯(PU)预聚体的反应速率;当催化剂质量分数为0.1%时,WPU乳液的粘度和复合薄膜的T型剥离强度最大,但WPU胶膜的玻璃化转变温度(Tg)降低,由未加催化剂时的-25.5℃降低到-29.1℃。     

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。     

蓖麻油交联改性阳离子型聚氨酯乳液

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)等为主要原料,以蓖麻油(C.O.)作为部分聚醚多元醇的替代物,采用PU(聚氨酯)预聚体法制备出具有一定交联结构的亲水性阳离子型WPU(水性聚氨酯)乳液。结果表明:当体系交联度较低时,C.O.对WPU的改性效果不明显;当体系交联度较高时,WPU乳液稳定性及其胶膜耐水性等均随C.O.比例增加而提高;当n(PEG)∶n(C.O.)=7∶3时,WPU胶膜的耐水性(吸水率约6%)相对最好,其静态接触角(约82°)相对最大。     

蓖麻油基水性聚氨酯固色剂制备与应用研究

采用甲苯二异氰酸酯、蓖麻油和二羟甲基丙酸(DMPA)合成了预聚体,继续用1,4-丁二醇扩链,再以丁酮肟为封闭剂对NCO基进行部分封闭,乳化后制备了封闭型蓖麻油基水性聚氨酯乳液(CWPU)固色剂.考察了预聚体合成阶段异氰酸酯指数(R值)及DMPA用量对CWPU性能的影响,并讨论了CWPU对染色织物的固色效果.结果表明,当...     

支化型水性聚氨酯缔合型增稠剂的合成与性能

利用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇(PEG)反应制备预聚体,将自制的支化型核(B)引入到预聚体中,制得一系列支化型水性聚氨酯缔合型增稠剂(BHEUR)。利用FTIR和GPC对BHEUR分子结构进行了表征;利用黏度计和旋转流变仪对BHEUR增稠性能及流变性进行了分析,考察了不同结构BHEUR对其增稠性能的影响。结果表明,PEG相对分子质量为4 000时,合成的BHEUR-4具有较好的自增稠能力和对PU乳液的增稠效果;向PU乳液中加入BHEUR-4质量分数为1.6%时,增稠后的乳液黏度达到50 112 m Pa·s;流变性测试表明,4种样品均随剪切力增大出现不同程度变稀行为,BHEUR-4相比其他样品在较低的剪切力下出现剪切变稀行为,证明其形成了较为完善的缔合网络结构;粒径测试表明,BHEUR在PU乳液中形成的网络结构具有良好的触变性。     

短链和长链交联剂对水性聚氨酯性能的影响

采用不同链长的交联剂三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CTO)和改性蓖麻油(MCO),通过预聚体混合法合成了3种内交联的水性聚氨酯(WPU)分散液。借助激光粒度分析仪、电子拉力试验机和热失重分析详细研究了不同链长交联剂对WPU乳液和胶膜性能的影响。研究结果表明:TMP交联的WPU具有较小的平均粒径和较窄的粒度分布,其胶膜具有较好的力学性能和耐热性;CTO交联的WPU则具有较大的粒径和较宽的粒度分布,但其胶膜具有更好的耐水性;MCO交联的WPU胶膜具有更高的相混合程度和最高的吸水率。     

含疏水侧基的水性聚氨酯的合成及其增稠性能

利用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与聚乙二醇( PEG)进行本体聚合得到聚氨酯预聚体,并通过十六醇封端、1,2-十四碳二醇扩链合成了水性聚氨酯(WPUT)缔合型增稠剂.采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、乌氏黏度计表征了WPUT的结构.通过黏度的测定研究了疏水性扩链剂、PEG/HDI物质的量比、PEG的相对分子质量、WPUT含量等因素对水性聚氨酯乳液增稠效果的影响.结果表明:疏水性扩链剂的引入提高了WPUT的增稠效果;另外发现减小PEG/HDI物质的量比值、PEG相对分子质量为6 000并在较低浓度范围内提高染料体系中WPUT含量时,WPUT对水性聚氨酯乳液的增稠效果更加明显.     

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。     

环氧树脂蓖麻油双重改性水性聚氨酯皮革涂饰剂的合成与性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,蓖麻油(CO)和环氧树脂(E-44)为交联剂,采用预聚体分散法合成了一系列用于皮革涂饰的环氧树脂蓖麻油双重改性水性聚氨酯(ECOWPU)。采用FTIR、TEM、DSC、TGA对聚合物结构及膜的性能进行了分析。FTIR表明聚合物中引入了蓖麻油和环氧树脂,羟基和环氧基均参与反应。通过TEM可观察乳液颗粒呈球形,粒径较为均匀。DSC表明,改性后胶膜的微相分离程度增大。TGA表明,环氧树脂和蓖麻油的加入提高了聚氨酯的热稳定性。蓖麻油、E-44含量的增加,均使胶膜拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率、吸水率降低。当蓖麻油添加量为4.9%,E-44添加量为7%时,胶膜的综合性能最佳。     

星型水性聚氨酯缔合型增稠剂的合成及性能研究

利用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）与聚乙二醇（PEG-6000）反应制备预聚体,以丙三醇和三羟甲基丙烷作为扩链剂,十六烷醇为封端剂,制备了星型结构的水性聚氨酯缔合型增稠剂（SHEUR）。采用FT-IR和GPC对SHEUR分子结构进行表征,利用NDJ-8S型粘度计和Gemini-HR Nano 型旋转流变仪,对SHEUR水溶液的黏度,SHEUR对乳液增稠后的黏度以及SHEUR水溶液的流变性进行分析,并与合成的线型结构水性聚氨酯缔合型增稠剂（LHEUR）进行对比,研究了不同结构的增稠剂分子对其增稠性能的影响。结果表明：SHEUR增稠效果比LHEUR好;向丙烯酸乳液中加入增稠剂的含量为1%时,SHEUR增稠后的黏度为61440 mPa· s,而LHEUR增稠后黏度仅为202 mPa·s;低剪切时,SHEUR黏度维持在较高水平,剪切速率大于100s-1时,SHEUR出现剪切变稀现象。对流变性和乳液增稠后粒径的研究,均证明了所合成的SHEUR具有良好的触变性。     

MDI型水性聚氨酯膏化和黏度影响因素

采用四氢呋喃均聚醚(PTMEG-1800),2,2-羟甲基丙酸(DMPA)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)等为原料合成聚氨酯预聚体,加入乙二胺(EDA)等后扩链得到水性聚氨酯乳液(WPU)。WPU乳液黏度的影响因素主要有搅拌速率、-NCO/-OH的量比值(R值)、乳胶粒子粒径大小等,合理控制黏度可以避免乳液膏化现象。实验结果表明:乳化时剪切速率在1500 r/min以上时,物料被快速剪切乳化成0.2~100μm的颗粒,乳化效果最好;当-NCO/-OH的量比值(R值)为1.28时,水性聚氨酯乳化黏度低,固含量较最高。     

水性聚氨酯荧光增白材料的合成及其性能研究

荧光增白剂可吸收不可见的紫外光,并且将紫外光转变为可见的蓝色或蓝紫色光发射出来;由于蓝色和黄色互为补色,消除了物质中的黄色部分,从而达到了增白效果。因此,采用荧光增白剂合成的水性聚氨酯(WPU)增白材料,用于涂料和织物上,可初步解决芳香族WPU的耐黄变问题。研究了乳液pH值、荧光增白剂的用量及其添加方式对WPU增白效果的影响,并通过透射电镜(TEM)观察增白剂在WPU中的分散情况。实验结果表明,WPU乳液及其胶膜的蓝光效果随着荧光增白剂用量的增加呈先增后降的趋势,当w(荧光增白剂)=0.008%时为最佳;当pH=7～9时,荧光增白剂在WPU中的分散稳定性和增白效果都较好;荧光增白剂的两种添加方式对其在WPU乳液及其胶膜中的分散稳定性和增白效果的影响不明显。     

星型水性聚氨酯缔合型增稠剂的合成及其性能

利用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚乙二醇(PEG-6000)反应制备预聚体,以丙三醇和三羟甲基丙烷作为扩链剂,十六醇为封端剂,制备了星型结构的水性聚氨酯缔合型增稠剂(SHEUR)。采用FTIR和GPC对SHEUR分子结构进行了表征;利用黏度计和旋转流变仪对SHEUR水溶液的黏度、SHEUR对乳液增稠后的黏度以及SHEUR水溶液的流变性进行了分析,并与合成的线型结构水性聚氨酯缔合型增稠剂(LHEUR)进行对比,考察了不同结构的增稠剂分子对其增稠性能的影响。结果表明:SHEUR增稠效果比LHEUR好;向丙烯酸乳液中加入增稠剂的质量分数为1%时,以三羟甲基丙烷为扩链剂的SHEUR-a增稠后的黏度为61 440 m Pa·s,而以1,6-己二醇为扩链剂的LHEUR-b增稠后黏度仅为202 m Pa·s;低剪切时,SHEUR黏度维持在较高水平,剪切速率大于100 s-1后,SHEUR出现剪切变稀现象。对SHEUR流变性和乳液增稠后粒径的测定结果表明,所合成的SHEUR具有良好的触变性。     

温度和锡催化剂对WPU反应速率影响及乳化反应条件选择

以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)及N-甲基二乙醇胺(MDEA)等为原料,制备出一种亲水性阳离子型水性聚氨酯(WPU)乳液。通过跟踪测定预聚体中-NCO含量,分析了温度和锡催化剂用量对PU(聚氨酯)预聚反应速率的影响,并对后续乳化反应条件进行了选择。结果表明:PU预聚反应速率随温度升高和催化剂用量增加而增大;当温度为60℃、w(催化剂)=1.0%时,预聚反应迅速且平稳。采用低温乳化、先中和后乳化、将中间体加入水中以及低搅拌速率等方法,可以得到分散性好、气泡量低且性能稳定的WPU乳液。     

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。     

蓖麻油改性聚醚型水性聚氨酯乳液的性能

以聚醚、甲苯二异氰酸酯(TDI)、一缩二乙二醇、蓖麻油为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三乙胺为中和剂制备了稳定的阴离子水性聚氨酯乳液(WPU),研究了NCO/OH摩尔比、DMPA及蓖麻油的加入量对WPU的耐水性、稳定性和力学性能的影响,结果表明:改性后的乳液具有较好的稳定性,适量的蓖麻油可提高胶膜的拉伸强度及耐水性。当聚醚与蓖麻油质量比为7︰3、DMPA为5%、NCO与OH摩尔比为1.3时,WPU综合性能最好。     

PVB/KH-560协同改性聚氨酯的合成及膜性能

以聚醚丙二醇(PPG600)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为主要原料,DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)扩链合成支链型Si-WPU(硅氧烷水性聚氨酯)预聚体,再与PVB(聚乙烯醇缩丁醛)键合得到协同改性水性聚氨酯(PVB-Si-WPU)乳液,制备成膜。采用FT-IR(红外光谱)和TG(热重分析)法对胶膜进行表征,考察了R(—NCO/—OH)值和KH-560、PVB含量对乳液或胶膜性能的影响。研究结果表明:KH-560和PVB接枝到WPU分子链后,胶膜热稳定性得到一定提高;R值=2.6时,拉伸强度达到5.4 MPa,断裂伸长率降至237%;当KH-560和PVB添加量的质量分数分别等于6%和2%时(相对于纯WPU胶膜),PVB-Si-WPU胶膜的拉伸强度、断裂伸长率分别增长3.78、2.01倍,吸水率由38.0%降到15.4%。可见,KH-560和PVB的引入提高了WPU乳液的综合性能。