PDMS改性水性聚氨酯消光树脂的制备及性能

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、端羟丙基聚二甲基硅氧烷(PDMS)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为预聚物反应单体,三乙胺(TEA)为中和剂,乙二胺(EDA)为后扩链剂,制备了有机硅改性水性聚氨酯(WPU)消光树脂乳液及胶膜。采用FTIR、激光粒度分析仪(LPSA)、SEM、X射线色散能量谱仪(EDS)、60°光度计对样品的结构和性能进行了表征。考察了R值(反应原料中—NCO和—OH的物质的量比)、PDMS用量(用PTMG和PDMS的物质的量比来表示)对WPU胶膜光泽度的影响,测定了有机硅改性水性聚氨酯消光树脂的性能。结果表明,当R=2.3,n(PTMG)∶n(PDMS)=1∶2.0时,WPU乳液粒径为300.8 nm,SEM显示WPU胶膜表面形成致密的微米级球状凸起。此时WPU胶膜的综合性能最佳,60°光泽度达到最低值10.9,吸水率为23.0%。     

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。     

赖氨酸扩链的生物基水性聚氨酯的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG-2000)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)、赖氨酸(Lys)等作为小分子扩链剂,制备了含赖氨酸成分的水性聚氨酯(WPU)乳液。讨论了Lys用量对WPU乳液及胶膜性能的影响,并采用FT-IR、TGA等检测方法进行表征。结果表明:随着Lys用量的增大,WPU乳液的粒径增大,黏度也有所增加,稳定性变差;WPU胶膜的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率增大,静态接触角降低。     

低聚物二醇和二异氰酸酯对水性聚氨酯性能的影响

分别以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、聚碳酸酯二醇(PCDL)为低聚物二醇原料,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为二异氰酸酯原料,以二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,通过丙酮法合成水性聚氨酯(WPU)乳液。研究了PTMG和PCDL、IPDI和HMDI对乳液粒径、膜力学性能和吸水率的影响。结果表明,WPU膜的力学性能和耐水性等受异氰酸酯的分子结构和低聚物二醇的结晶性的影响,以HMDI与PTMG为原料合成的WPU具有较佳的力学性能、耐水性和水蒸气透过率。     

皮革用双组份WPU胶黏剂的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚己内酯二元醇为原料,二羟甲基丁酸为亲水性单体,三乙胺、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷和有机硅交联剂分别为中和剂、小分子扩链剂、内交联剂和外交联剂,采用丙酮法合成端羟基水性聚氨酯(WPU)乳液。然后加入乳液总质量2%的封闭型水性异氰酸酯类固化剂,制备出不同R值[异氰酸酯指数,n(—NCO)∶n(—OH)]的双组份端羟基WPU胶黏剂。采用FTIR、~1HNMR、激光粒度分析仪、TEM、流变仪对胶黏剂的化学结构,形貌及流变性能进行了表征与测试;通过TGA、多功能材料试验机考察了胶膜的热力学性能和机械性能。结果表明,当R=0.85时,所制备的胶黏剂综合性能最佳,在热失重为5%(D_(0.05))及50%(D_(0.5))时,胶膜热降解温度分别为262.26、349.68℃,胶膜吸水率为19.0%,拉伸强度为14.74 MPa,断裂伸长率为236.53%,剥离强度为421 N/m。     

PCDL/PTMG配比对复合型水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,低聚物二醇总量相同,乳化前预聚体中的NCO质量分数均为2.2%,DMPA质量分数为5%,通过改变PCDL/PTMG摩尔比合成出一系列聚酯/聚醚复合型水性聚氨酯(WPU)。研究表明,随着PCDL相对用量的增加,粘接强度和胶膜拉伸强度增加;当PCDL/PTMG摩尔比为1/3时,WPU膜的耐水性最佳,用WPU处理过的牛仔布的摩擦色牢度明显提高。     

阴离子水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=1000/2000)、聚己内酯二醇(PCL,Mn=2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BD)为主要原料合成了一系列阴离子型水性聚氨酯乳液胶粘剂(WPU)。讨论了硬段含量和多元醇种类等对WPU及其胶膜性能的影响。实验结果表明,随着硬段含量的增加,乳液黏度逐渐降低;胶膜拉伸强度和剥离强度先增加后有所降低。当硬段含量为45.22%时,拉伸强度和剥离强度达最大值,乳液和胶膜的综合性能最好。多元醇分子质量增加可提高胶膜的耐水性,但力学性能与粘接性能并未相应增强。聚酯多元醇型WPU的综合性能比聚醚型的好。     

卡基材料用水性聚氨酯覆膜胶的合成及应用

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、二羟甲基丁酸(DMBA)和甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)等为主要原料,合成了卡基材料用阴离子型WPU(水性聚氨酯)覆膜胶。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备WPU覆膜胶的最优配方是初始R=n(-NCO)/n(-OH)=4、m(PPG):m(PTMG):m(PBA)=10:20:70、w(DMBA)=5.5%和w(HEMA)=4.5%(相对于预聚体用原料总质量而言),此时活泼的-NCO基已被封闭,羟基丙烯酸酯已成功引入到WPU大分子链中;与普通WPU覆膜胶相比,由最优配方制成的WPU覆膜胶的固含量(41%)较高、剥离强度较大且稳定性较佳,将其应用于卡基材料中,可得到高剥离强度和高耐湿热老化性能的覆膜色卡。     

新型环氧树脂改性水性聚氨酯的合成与性能研究

选用异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、二羟甲基丙酸(DMPA)及一缩二乙二醇(DEG)为主要原料,经相转化法合成了阴离子型水性聚氨酯(WPU)自乳化乳液;再加入过量胺开环的环氧树脂E-51,后扩链30 min,得到一系列状态稳定的环氧树脂E-51改性水性聚氨酯(EPU)乳液.并对乳液及胶膜进行了结构表征和性能测试,研究表明:环氧树脂E-51成功被乙二胺开环,用其改性水性聚氨酯,可以使胶膜的机械性能增强,24h吸水率降至1.46％,硬度、耐热性能均得到较大提高.     

聚酯聚醚混合二元醇对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和异佛尔酮二胺(IPDA)为硬段,分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG2000)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA2000)及其混合物为软段,制备了系列水性聚氨酯(WPU)乳液。通过ATR-FTIR对聚氨酯结构进行了表征分析,采用拉伸测试、热失重分析、动态力学分析及耐水性测试等手段对WPU胶膜性能进行了研究,探讨了不同软段结构对WPU胶膜性能的影响。结果表明:聚酯聚醚混合型水性聚氨酯的力学性能优于单一软段水性聚氨酯,其中PTMEG与PNA质量比为2∶1时力学性能最好;PTMEG型WPU胶膜的初始分解温度高于PNA型WPU胶膜,失重50%时分解温度相反;PTMEG型WPU胶膜的耐水性好于PNA型WPU胶膜。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸((DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,合成了环氧改性的水性聚氨酯乳液。研究了反应温度、乳化分散速度、中和度和环氧树脂的用量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明:当乳化分散速度为4 000~5 000 r/min,中和度为90%~95%,环氧树脂的添加量为4%~6%时,可得到性能较好的乳液。通过环氧树脂改性的水性聚氨酯涂膜具有硬度高、耐水性和力学性能好的特点。     

聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及其表面性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)、双羟基亲水性聚硅氧烷多元醇(UC3667)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为硬段,制备了一系列聚硅氧烷改性水性聚氨酯(WPUs)。用DLS和FTIR表征了水性聚氨酯乳液粒径和膜结构。通过热重分析、拉伸测试、接触角测试、XPS对水性聚氨酯胶膜的性能进了测定。结果表明:随着聚硅氧烷加入量的增多,水性聚氨酯膜拉伸强度先增大后减小;且聚硅氧烷的加入提高了水性聚氨酯膜的热稳定性、断裂伸长率、接触角,降低了水性聚氨酯膜的表面能。当聚硅氧烷质量分数为5.0%时,胶膜表面的硅迁移量达到饱和,表面能为27.27 mJ/m~2。     

双羟基染料改性有色水性聚氨酯的制备与性能

研究双羟基染料不同引入方式对水性聚氨酯（WPU）乳液及其成膜性能的影响。采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚四氢呋喃（PTMG）、N,N-二甲基甲酰胺（DMPA）和1,4-丁二醇（BDO）合成了水性聚氨酯乳液。将酸性红87作为扩链剂部分替代1,4-丁二醇制备了ARWPUA-1~3有色聚氨酯乳液;作为软段部分替代PTMG制备了ARWPUB-1~3有色聚氨酯乳液;使用物理共混法将染料与水性聚氨酯混合制备了WPU/AR。采用红外光谱和紫外-可见吸收光谱对样品的化学结构进行了表征;研究了不同工艺制备的有色水性聚氨酯的储存稳定性、耐溶剂性能、耐干/湿摩擦色牢度以及力学性能;并采用分子动力学模拟对不同聚氨酯体系进行结合能的分析。实验结果表明,ARWPUA-2具有优异的储存稳定性,可储存6个月以上;在热水、NaOH、HCl和甲苯等溶剂中均不会发生溶解脱色现象;具有良好的耐干/湿摩擦色牢度和较高的力学性能,其拉伸强度由13.8 MPa提升至22.6 MPa,断裂伸长率为810%。     

有机硅协同改性含氟聚氨酯

采用细乳液法结合超声分散技术制备出水性聚氨酯（WPU）、含氟水性聚氨酯（FPAPU）和KH570、羟基硅油协同改性的氟硅水性聚氨酯乳液（SiFPAPU）。通过红外光谱（FTIR）、粒度分布（PSA）、接触角（CA）、表面能分析、原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）、热失重（TG）、拉伸试验表征了WPU、FPAPU、SiFPAPU复合乳液表面性能、热稳定性和力学性能。结果表明随着有机硅协同组分加入,SiFPAPU乳液粒径降低为44.0nm,但粒径分布变宽;成膜后,水相和油相（CH₂I₂）接触角分别达到122.6°、92.5°,表面能降低为11.82mJ/m²,乳胶膜表面平整均一,断面出现明显分层。同时SiFPAPU热稳定性增强,拉伸强度较未改性聚氨酯提高126.1%。     

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℃。     

马来酸酐改性蓖麻油制备交联型水性聚氨酯

以马来酸酐与蓖麻油制备含碳碳双键的三羧基蓖麻油(MACO)作为内交联剂,合成改性蓖麻油水性聚氨酯乳液(MACO-WPU)。采用FT-IR和XRD对改性聚氨酯的结构进行表征,证实MACO被成功引入到聚氨酯大分子链中且分子链呈现无序状态。通过对力学性能、吸水率、粒径、热重分析等研究了MACO用量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响,结果表明:当w(MACO)=3%时,乳液外观和稳定性好,平均粒径为48.45 nm; 胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为13.15 MPa、195%;与未改性WPU相比热稳定性略有提高。     

环氧树脂改性高固含量水性聚氨酯乳液的制备

以聚己内酯二醇(PCL)、聚丙二醇(PPG)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环氧树脂E51、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,6-己二醇(HDO)和50%乙二胺基乙磺酸钠水溶液(A-95)为主要原料,合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。采用FT-IR、DSC及力学性能等测试手段,研究了环氧树脂E51的加入对WPU性能的影响。结果表明:环氧树脂成功引入到水性聚氨酯的分子链上;环氧树脂E51改性WPU乳液的固含量可达到41%~54%;E51质量分数为6%时,乳液贮存稳定性最好,胶膜拉伸强度达到8.55 MPa,断裂伸长率为734%;环氧树脂E51的引入使胶膜拉伸强度增大,耐水性得到明显提高。     

DDI/IPDI型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、二聚酸二异氰酸酯(DDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成了一系列水性聚氨酯(WPU),探究了m(DDI)/m(IPDI)的配比对水性聚氨酯乳液粒径、胶膜接触角、表面能和力学性能等的影响.结果 表明,随着DDI含量的增加,聚氨酯乳液粒径及黏度逐渐增加,胶膜的拉伸强度下降,...     

环氧改性聚氨酯光固化涂料研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和环氧树脂合成了环氧改性水性聚氨酯乳液。该乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物。探讨了环氧丙烯酸酯(EB)和亲水扩链剂(DMPA)的添加量对涂料和涂膜性能的影响以及光引发剂用量、中和度对光固化涂料转化率的影响。结果表明,随着EB用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为10%;随着DMPA用量的增加,涂膜硬度、强度提高,而断裂伸长率降低,耐水性变差,故DMPA用量在6%～8%范围为宜;光固化转化率随着中和度的提高而加快,适宜的引发剂用量为3%。本品的缺点是耐汽油性不够理想。