水性聚氨酯亲水性扩链剂的研究进展

水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用,而扩链剂是合成聚氨酯的一种关键原料。在扩链剂上引入某些特征基团就会对聚氨酯的性能产生一定的影响,亲水性扩链剂可以使水性聚氨酯具有良好的分散性或自乳化性能。羧酸型和磺酸型亲水扩链剂是目前使用较为普遍的阴离子型亲水扩链剂材料。该文简述了扩链剂的定义、作用以及亲水性扩链剂的种类,综述了羧酸型和磺酸型亲水扩链剂的研究进展,详细分析了磺酸型水性聚氨酯的高耐水性、高柔软性,高固含量等性能以及相比于羧酸型水性聚氨酯在各方面性能上的优势。文中还简述了非离子型亲水扩链剂和两性亲水扩链剂的研究进展,并就成本、合成路线及环保方面对亲水性扩链剂的发展趋势作了展望。     

磺酸型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和聚醚二元醇(N210)为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,乙二胺基磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,成功制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了A95含量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。通过红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、粒径和力学性能测试等分析手段研究了乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明:所制备的水性聚氨酯乳液粒子规整性较好,分散均匀;随着A95含量增加,粒径逐渐减小;当A95含量为5%时,乳液具有良好的室温贮存稳定性,胶膜的综合性能优异。     

水性聚氨酯用磺酸型扩链剂的制备与性能研究

以乙二胺与2-氯乙基磺酸钠为原料,优化合成条件为氢氧化钠调节反应液pH为10,2-氯乙基磺酸钠采用滴加的方式,以无水乙醇判断反应终点,合成了水性聚氨酯用磺酸型扩链剂N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠。采用红外光谱、核磁氢谱、核磁碳谱、X射线衍射、元素分析等手段对产物进行了表征和结构分析,结果表明:以本文所述方法制得的产物提纯后纯度可达98.2%,作为亲水扩链剂可成功制备出高固含量低黏度的磺酸型水性聚氨酯分散液。     

亲水扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

本文以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPA）为亲水扩链剂,探讨了DHPA含量的改变对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响,实验结果表明：DHPA含量在5％～7％之间可获得比较稳定的乳液;随着DHPA含量的增加,乳液的粒度变小,粒径的分散性变窄;涂膜拉伸强度增强,伸长率下降。     

二元胺扩链剂对水性聚氨酯性能影响研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(PBA2000)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)或异佛尔酮二胺为小分子扩链剂,合成了一系列稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液。并对异佛尔酮二胺作为前扩链剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能进行了分析检测,结果显示,异佛尔酮二胺的引入时水性聚氨酯乳液粒径变小,粘度变大;胶膜的吸水率和溶胀率降低,由8.8%和121.2%分别降到2.7%和68.3%。拉伸强度和透光率由11.0 MPa和87.0%分别增加到30.8 MPa和90.1%。     

新型磺酸型水性聚氨酯的合成与研究

合成了一种新型磺酸型水性聚氨酯扩链剂,通过红外光谱、核磁共振等方法证明了其化学结构,并与异佛尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇反应,制备出了高固含量、高性能的磺酸型水性聚氨酯(WPUS).与合成的羧酸型水性聚氨酯(WPUC)对比发现:(1)WPUS的固含量可达50％以上,而WPUC最高仅有38％;(2)WPUS的粒径比WPUC更小;(3)WPUS具有更好的热稳定性;(4) WPUS的弹性模量远远高于WPUC,且断裂伸长率仍保持较高水平;(5)WPUS耐水性不如WPUC,但耐溶剂性比WPUC好.     

水性聚氨酯亲水扩链剂的研究进展

介绍了水性聚氨酯(WPU)亲水扩链剂的种类、合成方法及其对WPU性能的影响,重点对阴离子型亲水扩链剂进行了分类和介绍。综述了国内外WPU亲水扩链剂的研究现状,并对其发展前景提出了展望。     

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.     

小分子扩链剂对水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

采用聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)作为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)作为硬段,通过亲水扩链剂2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)在分子链上引入亲水基团.分别使用1,4-丁二醇(BDO)、乙二醇(EG)、乙二胺(EDA)为小分子扩链剂进行扩链反应,经自乳化合成水性聚氨酯胶粘剂乳液,并对水性聚氨酯乳液及胶粘剂的结构和性能...     

扩链剂对单组分阴离子型水性聚氨酯涂料性能的影响

以一缩二乙二醇(DEG)和DEG与4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)的混合物分别为扩链剂,研究了扩链剂对单组分阴离子型水性聚氨酯(WBPU)乳液粒径、乳胶膜力学性能和吸水率的影响。结果表明:以DEG和BPA的混合物为扩链剂时制得的乳液平均粒径较大,分布宽;乳胶膜的拉伸强度高,延伸率小;乳胶膜的吸水率降低,且在浸泡48 h后已基本趋于饱和。制得WBPU乳胶膜试样的拉伸强度和延伸率分别为9.09 MPa、453%;酸、碱处理后的拉伸强度和延伸率分别为7.41 MPa、8.36 MPa和479%、429%。     

新型磺酸型扩链剂及其聚氨酯脲水乳液的制备及表征

用三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)与亚硫酸氢钠进行自由基加成反应,合成出一种新型的磺酸型扩链剂三羟甲基丙烷单亚丙基醚磺酸钠(TMPMS),并将乙烯脲(EU)引入分子链中合成了磺酸型聚氨酯脲水乳液。结果表明,用TMPME、EU合成的磺酸型聚氨酯脲水乳液稳定性良好,临界固体质量分数可达到58.7%。其乳液成膜物的耐热性和力学性能都高于羧酸型扩链剂制得的水性聚氨酯脲。     

以小分子二醇为扩链剂的聚氨酯弹性体的制备及性能

采用小分子二醇为扩链剂制备了具有不同性能的聚氨酯弹性体（PUE）材料,研究了小分子二醇用量对聚氨酯弹性体性能的影响。结果表明：对于数均相对分子质量（^-Mn）为2000的聚酯多元醇CMA-24和聚己内酯多元醇PCL-220N而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE断裂伸长率下降,硬度及100％或300％定伸强度增加,玻璃化转变温度（Tg）升高,阻尼因子tanδ最大值越来越低;对于^-Mn为3000的聚酯多元醇CMA-66而言,随着小分子二醇用量的增加,所合成的PUE的硬度、断裂伸长率下降,当小分子二醇（乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇（HDO））与CMA-66的物质的量比为1：1及2：1时,所制得PUE有2个Tg峰,当比值为3：1及4：1时,Tg为1个峰。当HDO与CMA-66的物质的量比由1：1增大到4：1时,所制PUE由完全不透明转变为透明。     

高固含量水性聚氨酯的合成及工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇酯(721)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)为基本原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和磺酸盐(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含水性聚氨酯乳液;考察了R值、聚酯/聚醚(—OH物质的量)比、DMPA、磺酸扩链剂和外乳化剂用量对乳液性能的影响。结果表明:R值为1.4,聚酯/聚醚(—OH物质的量)比为2:1,DMPA用量为1.6%,磺酸扩链剂为0.25%,外乳化剂用量为1.6%时,合成的乳液固含量可高达55%,黏度低,力学性能优异。     

有机氟硅共改性水性聚氨酯乳液的合成及其性能

将异佛尔酮二胺(IPDA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)进行Micheal加成反应,合成端仲胺基的有机氟化合物(DFMA-IPDA)。以该化合物为扩链剂、聚醚改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为二元醇,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)聚合制备了有机氟和硅改性的水性聚氨酯(WPU),研究了有机氟和/或硅用量对WPU乳液性能和胶膜性能的影响。结果表明:用该方法合成的DFMA-IPDA纯度达99.2%,和一定量的PDMS共改性可合成稳定的WPU乳液。随两者用量的增加,WPU乳液的平均粒径增大,胶膜的热稳定性、耐水性提高,表面水接触角增大。PDMS可提高WPU胶膜的柔性,而DFMA-IPDA可提高胶膜的韧性。用PDMS和DFMA-IPDA共改性能获得综合性能优异的WPU,当扩链剂完全采用DFMA-IPDA,PDMS用量为4%时,WPU胶膜的吸水率为4.5%,水接触角达到102.3°。     

HER扩链剂的合成及其在聚氨酯弹性体中的应用

详细介绍了一种常用的芳香族二醇扩链剂——间苯二酚双（2-羟乙基）醚（HER）的性能特点及3种主要合成方法,概述了HER在浇注型聚氨酯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体、高尔夫球材、聚氨酯轮胎、熔纺氨纶、聚氨酯热熔胶等领域的应用情况。     

端乙烯基水性聚氨酯乳液的合成研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(N-210)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,l,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为封端剂,三乙胺(TEA)为中和剂合成了端乙烯基水性聚氨酯乳液.讨论了DMPA用量、中和度和R值对乳液的影响,得出了制备端乙烯基水性聚氨酯乳液的最佳配方.     

间苯二胺扩链的芳香族聚氨酯弹性体的合成与性能

以甲苯二异氰酸酯和聚氧化丙烯二元醇合成聚氨酯预聚体,通过间苯二胺扩链,得到一种芳香族聚氨酯弹性体。探讨了异氰酸根指数(R值)对聚氨酯预聚体和弹性体合成及固化行为的影响;并利用FT-IR、DSC和拉伸实验等对合成聚氨酯的结构、组成、热性能和力学性能等进行了表征。结果表明,随着R值的增加,聚氨酯弹性体的凝胶时间和表干时间逐渐缩短,拉伸强度增大,断裂伸长率降低,硬段的玻璃化转变温度和热分解温度升高;R值为2.0、2.5和3.0时,合成了固化参数适宜、拉伸性能优异、可用于混凝土防护的聚氨酯弹性体材料。