非结晶性水性聚氨酯油墨连接料的合成

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料制备了一系列水性聚氨酯乳液.采用FTIR、XRD、SEM对胶膜的结构及形貌进行了表征,对乳液性能、胶膜的吸水率、力学性能及胶膜在双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜上的剥离强度进行了测试,通过胶膜与水、乙二醇、二碘甲烷的接触角测试计算了胶膜的表面能.结果表明,随着HTPB含量的增加,乳液粒径逐渐增大、胶膜表面能大致呈逐渐减小趋势.当HTPB含量为PNA物质的量的30％时,水性聚氨酯乳液综合性能最好,平均粒径为287.3 nm,胶膜表面能为31.77 mJ/m2,拉伸强度为14.20 MPa,断裂伸长率为977.72％,在BOPP薄膜上的剥离强度为4.4 N/25 mm.以该乳液配制的油墨满足GB/T 26394—2011《水性薄膜凹印复合油墨》对油墨黏度13～50 s的要求,且具有良好的初干性和抗粘连性,可满足日常使用.     

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。     

氢化端羟基聚丁二烯改性水性聚氨酯涂料的合成及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二聚酸聚酯多元醇(BY3022)、氢化端羟基聚丁二烯(氢化HTPB)、二羟甲基丙酸(DMPA)等原料合成了稳定的水性聚氨酯(WPU),并用FT-IR、SEM、DSC等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明:随着氢化HTPB含量的增加,WPU乳液的平均粒径逐渐增大,胶膜表面的光泽逐渐降低,拉伸强度先增大后减小,硬段玻璃化转变温度提高,耐水性和耐热性能提高;当氢化HTPB含量为10%(占聚氨酯软段的质量分数,下同)时,胶膜拉伸强度最优,达到41MPa,断裂伸长率达到600%;当氢化HTPB含量为50%时,胶膜表面光泽最低,可达亚光效果。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.     

新型阳离子水性聚氨酯的合成与表征

以聚氧化丙烯二元醇(PE220)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以自制的阳离子亲水单体Y-E51作为扩链剂,制备了阳离子型水性聚氨酯乳液(WPU),讨论了Y -ES1的摩尔分数对WPU乳液粒径分布及胶膜力学性能的影响,并通过红外光谱对产物的结构进行表征.结果表明:随着Y -E51摩尔分数的增加,乳液粒径分布变窄,胶膜的吸收率、甲苯溶胀率变大,拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当Y -E51的摩尔分数为18％,胶膜的力学性能最佳.     

不同合成工艺制备的脂肪族水性聚氨酯的性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、二羟甲基丙酸（DM-PA）、乙二胺（EDA）等为主要原料,以4种不同的合成工艺制备了固体质量分数大于40％的高固含量水性聚氨酯（WPU）乳液,考察了4种不同合成方式所制备WPU的稳定性、粘度、粒径、耐水性能及力学性能等。结果表明,以不同合成方式所制备的固体质量分数大于40％的WPU均具有较佳的稳定性,乳液的粒径均小于0．51μm,所制备的WPU胶膜具有较高的力学性能,拉伸强度均高于30MPa,其中以方法4所制备的WPU综合性能最佳,拉伸强度达到44．52MPa,断裂伸长率达到770％,吸水率为22．92％。     

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。     

水性聚氨酯改性天然胶乳膜的制备及性能

采用机械法制备水性聚氨酯(WPU)/天然胶乳(NRL)的共混乳液,自然流延并在热空气中硫化制得WPU/NRL硫化胶膜,考察了不同WPU用量下共混乳液的加工性能、胶膜硫化特性和硫化胶膜的力学性能、透气性及耐溶剂性。结果表明:随着WPU用量的增加,共混乳液的黏度上升,表面张力变化较小。WPU/NRL胶膜的正硫化时间缩短,交联密度先增大后减小;硫化胶膜的断裂伸长率降低,拉伸强度和300%定伸应力先增大后减小,硬度增大,当WPU用量为7.5份时,硫化胶膜的拉伸强度达到27.84 MPa。与NRL硫化膜相比,WPU/NRL硫化胶膜的透气性有所降低,耐溶剂性能与致密性得到改善。     

异氰酸酯指数对水性聚氨酯性能的影响北大核心

以聚氧化丙烯二醇2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷为原料,釆用预聚体分散法制备了水性聚氨酯(WPU)。固定其他原料用量,仅调节IPDI的用量来改变异氰酸酯指数(R),研究了乳化前原料的R对WPU性能的影响,并探索了其在织物疏水改性方面的应用。结果表明:当R值增加时,WPU乳液的粒径变大,黏度减小,胶膜耐水性提高,拉伸强度增大,断裂拉伸应变降低,热稳定性先提高后降低,提高了棉织物的疏水性能;当R值为1.25时,WPU综合性能优异,乳液呈现半透明且稳定,平均粒径93 nm,黏度49.0m Pa·s,胶膜拉伸强度18.42 MPa,热稳定性最好,对应的棉织物接触角为114.08°。     

高固含量无机锆盐/复合酸型聚氨酯乳液的制备与性能

以聚己内酯二元醇(PCL-1000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以羧酸盐2,2-二羟甲基丁酸(DMBA),磺酸盐乙二胺基乙磺酸钠(AAS)、二胺磺酸钠(PPS)为亲水性扩链剂,碳酸锆铵(AZC)为交联剂,分别制备了纯DMBA型聚氨酯、DMBA/PPS型、DMBA/AAS型高固含量无机锆盐/复合酸型聚氨酯(WPU)乳液。利用FTIR、TEM、TGA对乳液及其乳胶膜进行了结构表征,对乳液的固含量、粒径、黏度,乳胶膜的吸水率、拉伸强度、断裂伸长率及胶粘剂的剥离强度进行了测定。考察了不同羧酸与磺酸的质量比及碳酸锆铵盐对胶膜性能的影响。结果表明,相对于纯DMBA型WPU乳液,在最佳原料配比[m(DMBA)∶m(AAS)=7∶3]下,DMBA/AAS型含锆盐WPU乳液的粒径由81.8 nm增至117.8 nm,其胶膜对应的T10%及T50%(胶膜质量损失10%和50%时所对应的温度)分别从207.25、338.80℃,提高至299.01、359.56℃,乳液固含量从50.8%提高至51.2%,胶膜吸水率从25.00%降至12.97%,拉伸强度从18.88 MPa提高至49.90 MPa,断裂伸长率从337.28%提高至411.12%,橡胶-皮革试样剥离强度从9.24 N/cm提高至15.21 N/cm。与DMBA/PPS型WPU相比,DMBA/AAS型WPU具有更优异的性能。     

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,...     

Synthesis of waterborne polyurethane ink binder with high T-peel strength and its application in biaxially oriented polypropylene film printing

In order to improve adhesion properties of waterborne polyurethane (WPU) inks on biaxially oriented polypropylene (BOPP) films, herein, a liquid polyester polyol BY3003 with long-branched aliphatic chains was used to prepare WPU latexes suitable for BOPP films printing. The application of BY3003 made the surface tension of the prepared latexes not more than 43 mN/m, while that of traditional WPU latex exceeded 55 mN/m. Accordingly, the T-peel strength of the inks made from these latexes was all above 0.8 N/15 mm. In addition, post chain extension degree, dimethylol butyric acid content, and NCO/OH molar ratio also had significantly effect on latex and film properties of WPU, especially on the T-peel strength of the corresponding inks. By optimizing these factors, a WPU latex with surface tension as low as 39.6 mN/m and adhesion fastness over 95% on BOPP film were obtained, and the T-peel strength of its corresponding ink was up to 2.05 N/15 mm, which is the highest value recorded in the literature as far as we know.     

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。     

丙烯酸酯用量对溶胀-嵌段型水性聚氨酯性能的影响

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸正丁酯（BA）为单体,通过巯基乙醇链转移自由基无规共聚合成端羟基聚丙烯酸酯（PA-OH）,采用嵌段共聚法将PA-OH与水性聚氨酯（WPU）嵌段,通过预聚体分散法制得聚丙烯酸酯嵌段水性聚氨酯乳液（WPUA）,进而通过乳液聚合法制备了一系列以MMA/BA为单体的聚丙烯酸酯嵌段-溶胀水性聚氨酯复合乳液（WPUA-PA）,结果表明WPUA-PA中丙烯酸酯量最多可达到WPUA的240%,当丙烯酸酯量为WPUA的120%时WPUA-PA的性能最佳,此时乳液平均粒径为68 nm、粒径分布指数为0.174,胶膜拉伸强度为13.88 MPa、断裂伸长率为558.3%、吸水率为4.94%,且具有优异的乳液稳定性。     

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。     

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%。     

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%。     

水性聚氨酯/硅溶胶复合涂层的制备与性能

将水性聚氨酯乳液与硅溶胶共混,制备了水性聚氨酯/硅溶胶复合乳液。采用TEM、激光粒度分析仪、流变仪、ATR-FTIR、TG对复合乳液及其涂膜进行表征,探讨了硅溶胶用量对复合涂膜性能的影响。ATR-FTIR分析表明,聚氨酯分子和硅溶胶之间可以形成氢键,但不存在化学键结合;TEM、激光粒度分析测试表明,硅溶胶质量分数的增加,使复合乳液粒子粒径增大,粒度分布变宽,当硅溶胶质量分数20%后,乳胶粒子间易发生团聚;流变分析发现,加入硅溶胶后,乳液的表观黏度(ηa)增大,假塑性增强。性能测试结果表明,硅溶胶质量分数20%时,复合乳液具有好的储存稳定性,复合涂膜表现出很好的热稳定性,48 h吸水率仅为18.94%,同时表现出很好的耐溶剂性能,拉伸强度达到28.98 MPa,铅笔硬度达2H,附着力0级。     

Preparation,structure and properties of comb-branched waterborne polyurethane/OMMT nanocomposites

Comb-branched waterborne polyurethane/organo-montmorillonite (CWPU/OMMT) nanocomposites were prepared by in situ intercalating polymerization process based on the main materials including IPDI, DMPA, polycaprolactone diols, comb-branched polymeric diols and OMMT. The average particle size of emulsion increases and the particle size distribution of emulsion becomes broader with the increase of OMMT content. The results of X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscope (TEM) show that OMMT is homogeneously dispersed into the CWPU matrix with intercalated or exfoliated structure. The properties of CWPU/OMMT nanocomposites are dependent on OMMT content. When the OMMT content is 3 wt%, CWPU/OMMT nanocomposite exhibits excellent overall properties: the particle size of emulsion 63.6 nm, tensile strength 42.0 MPa, E′ 20.3 MPa at 80 °C, water absorption 13% at 24 h and surface contact angle for water over 100°.