水性聚氨酯无氟防水涂饰剂的制备与性能

在水性聚氨酯大分子主链上引入疏水性聚顺丁二烯和端羟烃硅油,侧链上引入含疏水性长链烷基的扩链剂EXT14,制备出无氟拒水型水性聚氨酯涂饰剂。通过对水性聚氨酯乳液进行粒径、表面张力和稳定性测试,对胶膜进行接触角和物理性能测定,并与常规水性聚氨酯及氟改性水性聚氨酯进行对比,探究含有疏水性侧长链烷基的扩链剂EXT14的拒水性能。结果表明,扩链剂EXT14质量分数越高,乳液粒径越大,表面张力越低,但拒水效果并非越好。当扩链剂EXT14质量分数低于10%时,随着EXT14质量分数增加,胶膜接触角增大,拒水效果提高;当质量分数超过10%,表面张力接近氟改性水性聚氨酯的表面张力会使胶膜接触角下降,且乳液稳定性变差,胶膜手感变硬。     

支化型水性聚氨酯人造革涂饰剂的制备与应用

水性聚氨酯有着广泛的应用,扩链剂是合成聚氨酯的一种关键原料。采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及聚酯多元醇作为预聚物反应的单体,将季戊四醇作为小分子扩链剂,通过合成得到了一种支化型的大分子质量的水性聚氨酯乳液。通过对乳液的测试,对比了软段分子质量以及扩链剂对乳液性能的影响,并将水性聚氨酯乳液应用于人造革涂层,对涂层性能进行了测试,根据性能测定选择了最佳合成条件。研究结果表明:采用聚酯多元醇(分子质量4 000)、季戊四醇作为小分子扩链剂,制备得到的无溶剂水性聚氨酯作为人造革涂层时,综合性能最佳。     

一种新型耐电解质水性聚氨酯的合成与性能研究

以含聚乙二醇侧链二元醇Ymer N120、PEG为不同的亲水扩链剂合成了一系列非离子型、耐电解质水性聚氨酯,并用红外光谱对其结构进行了表征;通过比较乳液的粒径以及胶膜的耐水性、耐溶剂性、热稳定性、机械性能等,研究了不同的亲水扩链剂对合成的水性聚氨酯性能的影响。结果表明:以含聚乙二醇侧链二元醇为亲水扩链剂,分子设计灵活,不影响聚合物的其它物性,所制备的水性聚氨酯耐水、耐溶剂、耐热、耐寒以及机械性能等均优于PEG型水性聚氨酯,并具有良好的耐酸、碱、盐稳定性。     

羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯的性能研究

以N,N-(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸钠(BES-Na)和二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水扩链剂制备了一系列羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯,采用DSC对其进行分析,并研究了不同BES-Na含量对水性聚氨酯乳液的外观、稳定性、黏度、平均粒径和薄膜的力学性能、硬度和吸水率的影响。结果表明:制备的WPU在45℃附近出现一个软段熔融吸热峰,WPU乳液外观和稳定性较好,平均粒径在75～110 nm。随着磺酸盐BES-Na含量的增大,乳液黏度增大,薄膜的拉伸强度和断裂伸长率提高,硬度增大,吸水率也逐渐提高。     

不同阴离子亲水扩链剂合成的水性聚氨酯性能比较

以二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、二羟基磺酸盐(GS-7Q)为亲水扩链剂,采用单因素法合成一系列阴离子水性聚氨酯。通过比较乳液的粒径以及胶膜的耐水性、热稳定性、机械性能等,研究了不同的亲水扩链剂对合成的水性聚氨酯性能的影响。结果表明:DMBA作为亲水扩链剂合成水性聚氨酯(WPUB)相比于DMPA合成的水性聚氨酯(WPUP)反应时间缩短40%;获得稳定的水性聚氨酯乳液时,GS-7Q的用量比DMPA更少,仅需8%(扩链剂占所有—OH摩尔分数)即可维持乳液稳定。DMBA合成的水性聚氨酯的粒径较DMPA型的更细,其薄膜低温柔顺性更好; GS-7Q磺酸型水性聚氨酯(WPUH)薄膜的拉伸强度是羧酸型的4倍,耐热性能优于羧酸型水性聚氨酯,但低温柔顺性却不如羧酸型水性聚氨酯(WPUB,WPUP)。     

环氧树脂改性水性聚氨酯皮革涂饰剂的性能研究

采用机械共混法制备了环氧树脂改性水性聚氨酯涂饰剂,研究了环氧树脂用量对涂饰剂乳液及涂膜性能的影响。结果表明:环氧树脂用量为8%时,涂饰剂的乳液稳定性仍较好;随着环氧树脂的加入量增大,乳液黏度和表面张力增大,乳液的平均粒径变大;涂膜的抗张强度、耐水、耐溶剂、耐酸、耐碱、耐盐性能随着环氧树脂用量的增加而提高,而涂膜断裂伸长率和回弹性随着环氧树脂用量的增加而下降。     

阳离子水性聚氨酯的制备及其在表面施胶中的应用

用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇和N-甲基二乙醇胺(MDEA),采用"内乳化法"制备了阳离子水性聚氨酯乳液,讨论了MDEA用量、扩链温度、中和方式和中和度对乳液粒径、黏度及涂膜耐水性的影响.结果表明,最佳合成条件为:MDEA用量9%;扩链温度60%;采取先中和,再乳化的中和方式;中和度100%.将制得的阳离子水性聚氨酯乳液用于涂布原纸、喷墨打印原纸的表面施胶,结果表明,其施胶效果良好,对纸张的表面性能和印刷性能具有明显的改善作用.     

胍胶改性水性聚氨酯的合成及性能研究

通过预聚体合成法,以胍胶为内交联剂、二羟甲基丙酸为亲水扩链剂,合成了胍胶改性水性聚氨酯(GWPU)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)、热重分析法(TGA)等对GWPU进行表征,考察了胍胶用量对GWPU乳液粒径和外观以及胶膜机械性能的影响。研究结果表明:胍胶成功引入到聚氨酯分子链上,当胍胶用量为0.3%时,乳液稳定性好,粒子呈球形,粒径较小且分布均匀,拉伸强度为25.83MPa,硬度为89.35HA。胍胶不仅改善了水性聚氨酯的耐热性能,而且明显提高了胶膜的机械性能。与水性聚氨酯相比,胍胶改性水性聚氨酯涂饰革样的拉伸强度较高。     

封闭异氰酸酯的合成及在造纸中的应用

以甲苯-2,4-二异氰酸酯（2,4-TDI）和聚乙二醇（PEG 1000）为原料,N-甲基-二乙醇胺（MDEA）为亲水扩链剂,采用自乳化法制备出乙酰苯胺封闭的水性聚氨酯（WPU）乳液。探讨了自乳化的条件及其对聚氨酯乳液性能的影响,并将制得的水性聚氨酯乳液用于纸页增强。结果显示：添加了制备湿强剂的纸张性能明显比未添加湿强剂的纸张好。     

环保型水性聚氨酯真皮涂饰剂应用研究

以聚有机硅氧烷为改性剂,采用预聚、扩链改性及中和乳化技术制备了高性能环保型水性聚氨酯真皮涂饰剂.研究了改性聚氨酯涂层的表面化学组成、表面疏水性以及表面干/湿擦牢度等性能.实验结果表明,所制备的乳液能稳定存在1年以上,由于聚有机硅氧烷的引入以及成膜过程中原位交联的实现,制得的聚氨酯涂层具有疏水性好、干/湿擦牢度高的特点.     

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯

采用聚酯二元醇（聚乙二醇,聚四氢呋喃二醇）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）、三羟甲基丙烷（TMP）、三乙胺（TEA）、水为基本原料,用原位聚合法合成了纳米二氧化硅改性水性聚氨酯乳液,讨论了改性纳米二氧化硅加入量、改性剂磷酸盐酯的加入量、NCO／OH量比等因素对乳液性能的影响。研究表明,较佳的合成工艺条件为：制备预聚物时NCO／OH比值为3．5：1;以DMPA为扩链剂,采用原位聚合的方法,其用量为预聚物质量分数的7．0％;预聚物合成反应温度为75℃,反应时间2h;扩链反应的反应温度40℃,反应时间1h;中和度为80％-100％。在此工艺条件下,合成的纳米二氧化硅改性水性聚氨酯具有良好的稳定性能。     

含氟聚硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及其性能

为进一步提高水性聚氨酯涂层剂的拒水性能,以聚醚N210和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料,以羟丙基封端含氟聚硅氧烷为改性剂,以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,以三羟甲基丙烷(TMP)为扩链单体,合成含氟聚硅氧烷改性水性聚氨酯。探讨了DMPA用量、改性剂分子量及用量对乳液及其胶膜性能的影响,并将乳液用于织物涂层整理。结果表明：随着DMPA用量增加,乳液稳定性变好,粒径变小,胶膜疏水性变差;随着改性剂分子量和用量增加,乳液稳定性变差,粒径变大,胶膜疏水性变好;当DMPA用量为5%,改性剂分子量为1694、用量为6%时,水性聚氨酯综合性能达到最佳值,涂层织物接触角为138.2°,静水压为644mm。相对未改性水性聚氨酯,改性水性聚氨酯涂层织物拒水性得到明显改善。     

水性聚氨酯/氧化石墨烯复合材料的研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),超声剥离得到氧化石墨烯(GOs)。采用TEM、FT-IR和XRD表征了形貌与结构,表明制备的GOs剥离比较完全,稳定性较好。将GOs与水性聚氨酯(WPU)共混,正交试验法研究结果表明:GOs的含量对WPU/GOs复合材料耐水性的影响最大,而共混温度对力学性能的影响最大。     

聚酯型水性聚氨酯乳液性能影响因素的研究

用预聚体法,以聚酯二元醇(PEA 1 000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,合成了聚酯型水性聚氨酯乳液.探讨了R值(NCO/OH量比)、DMPA用量、中和度等因素对水性聚氨酯乳液粒径、粘度、乳液外观、稳定性等性能的影响.结果表明:随R值的增大,乳液的粘度和粒径均增加,稳定性变差;随DMPA用量的增加,乳液的粒径减小,粘度增大,稳定性增强;随着中和度的增加,乳液的粒径及粘度先减小后增大.     

阴离子水性聚氨酯的制备及其在表面施胶中的应用

用二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）与聚环氧丙烷二醇、环氧树脂和亲水扩链剂,采用“内乳化法”合成环氧树脂改性的阴离子水性聚氨酯乳液;讨论了亲水扩链剂种类和用量、环氧树脂用量、成盐剂的选择及中和度等对聚氨酯乳液性能的影响。将制得的聚氨酯乳液用于静电复印纸的表面施胶,结果显示：施胶效果良好,对纸张的表面强度等性能有明显改善。     

氮丙啶/聚氨酯复配乳液膜性能表征及其表面施胶性能

采用氮丙啶对阴离子水性聚氨酯交联改性,制备了氮丙啶改性水性聚氨酯乳液。研究表明:当n(NCO)/n(OH)=1.6,氮丙啶用量为2.5%时,此水性聚氨酯乳液具有优异的表面施胶性能,以质量分数为1%的氮丙啶/聚氨酯复配乳液进行表面施胶时,纸张的耐折度达到125次,湿强度为36.2%,施胶度为67s。通过红外、力学性能及原子力显微镜对聚合物结构及膜性能进行了表征,红外表明氮丙啶与聚脲氨酯链段参加反应生成酯;力学性能显示聚氨酯胶膜的拉伸性能得到提高,断裂伸长率变小;原子力显微镜显示氮丙啶/聚氨酯复配乳液膜表面粗糙度增加,提高了纸张表面的施胶度。     

水性封闭型异氰酸酯交联剂的制备及其在表面施胶中的应用

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和1,4-丁二醇（BDO）为原料,2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）为扩链剂,N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）为溶剂,采用一步法制备聚氨酯预聚体,随后采用丁酮肟（MEKO）对预聚体进行封端反应,经有机碱中和并加水乳化,制得水性封闭型异氰酸酯交联剂（WBIC）。将制得的WBIC与聚乙烯醇（PVA1799）进行复配,在一定温度下对纸张进行施胶并在约110℃进行解封反应。通过傅里叶变换红外光谱（FI-TR）、热重分析（TGA）及乳液稳定性等测试,对样品结构及稳定性进行分析并对施胶后纸张进行物理性能测试。结果表明,当R值（—NCO/—OH）为1.8且以MEKO封端时,制得的乳液稳定且粒径最小,为85.14 nm,聚合物分散系数（PDI）为0.171。施胶后纸张物理性能大幅提高,与原纸相比,耐折度、抗张指数、挺度、撕裂指数和耐破指数分别提高了57.6%、29.1%、165.4%、31.0%和59.0%;施胶后纸张接触角为96°。     

有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯杂化胶乳的制备及其在涂料印花中的应用

为提高涂料印花织物的手感、耐摩擦色牢度等性能,通过细乳液共聚将二端羟丁基聚二甲基硅烷(PDMS)作为聚氨酯(PU)的软段制得有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯(Si–PUA)杂化胶乳,并应用于涤纶织物涂料印花。考察了PDMS质量分数对杂化胶膜耐水性、热力学性能及对印花织物表观色深、耐摩擦色牢度和硬挺度的影响。结果表明:与聚氨酯丙烯酸酯(PUA)相比,Si–PUA杂化胶膜的耐水性和柔性得到提升;当PDMS质量分数为20％时,杂化胶膜的水接触角较PUA胶膜增长了56.5％,–55 ℃时的储能模量降低了45.5％;将Si–PUA杂化胶乳用于涤纶织物涂料印花,具有更佳的色深性和耐磨性,其手感柔软度接近于原涤纶织物,具有良好的服用性能。     

环氧改性混合聚醚型水性聚氨酯的合成及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(PPG-220)、聚醚多元醇(PPG-210)、环氧树脂(E-51)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。探讨了环氧树脂加入量和硬段含量对乳液和膜性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、耐化学品及拉伸测试,研究了改性树脂的结构、耐化学品性和力学性能;通过热重(TG)分析研究了聚合物膜的热性能。试验结果表明:一定量的环氧树脂改性可以明显增大聚氨酯的耐水性,且对提高聚氨酯硬段的热稳定性有帮助;随着体系硬段含量的上升,涂膜的吸水率增大,聚合物的耐热性降低。     

封端水性聚氨酯的制备及其对棉织物的防皱整理

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲乙酮肟(EMAO)为主要原料,合成了封端水性聚氨酯,并通过红外光谱对其结构进行表征.将产物配制为乳液整理棉织物并进行性能测试.结果表明:最佳整理工艺为:二浸二轧(整理剂用量120 g/L,轧液率60%~70%),焙烘(150℃,3 min),其折痕回复角达到168.15°,经向断裂强力和纬向断裂强力分别达到468.50 N和384.32 N,且整理后的织物仍保持原棉织物较好的透气性能.根据整理前后织物的红外吸收特征,对其抗皱及提高织物强度的机理进行了探讨.