聚合法水性聚氨酯的生产工艺

水性聚氨酯是一种环境友好型材料。比较了水性聚氨酯的多种合成方法,从预缩聚系统、乳化分散系统、脱溶前缓冲系统、脱溶系统、产品包装系统、真空及溶剂回收系统等方面介绍了大产能聚合法间歇工艺生产水性聚氨酯的工艺流程,总结了该工艺特点。     

反应条件对水性聚氨酯预聚反应的影响

以TDI、N210、DMPA为基本原料,用丙酮法合成了稳定的聚氨酯乳液（WPU）。探讨了反应温度、溶剂、催化剂及用量对预聚反应的影响。结果表明：以丙酮为溶剂,以二月桂酸二丁基锡为催化剂（用量0．03％）,反应温度80℃最为适宜。     

聚醇型阴离子水性聚氨酯胶黏剂的制备与表征

随着人们的环保意识的增强,水性胶黏剂的开发成为胶黏剂研究的主流.以聚乙二醇(400),TDI,DMPA为原料,用丙酮法合成了稳定的聚醇型阴离子水性聚氨酯乳液.讨论了NCO/OH的摩尔比、反应温度、反应时间、催化剂用量、亲水扩链剂、中和剂及中和度等因素对水性聚氨酯乳液性能的影响.并用丙烯酸酯单体进行改性,对水性聚氨酯胶黏剂性能进行检测.结果表明,合成的水性聚氨酯乳液具有较好的贮存稳定性、耐水性和机械性能,产品符合ISO14000系列标准.     

聚硅氧烷改性光固化水性聚氨酯的制备与性能研究

以不同比例聚碳酸酯二元醇（PCD）和羟基封端的聚二甲基硅氧烷（PDMS）为软段,制得光固化水性聚氨酯乳液毒研究表明：聚硅氧烷的引入量为8（wt）％时,能显著提高聚氯酯膜杨氏模量、邵氏硬度、拉伸强度,而断裂伸长率变化不大,同时膜表面疏水性增强、吸水率降低,膜的透光率下降,但仍具有较高的透明性,并且涂膜在PC板上有很好的附着力。     

水性聚氨酯耐水性的研究

以聚醚多元醇和甲苯二异氰酸合成了水性聚氨酯乳液。研究了二羟甲基丙酸亲水扩链剂、三羟甲基丙烷交联剂和乙二胺对水性聚氨酯涂膜耐水性的影响，制备了耐水性好的水性聚氨酯树脂。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的研究

通过引入环氧树脂（EP）使水性聚氨酯中具有了交联结构，涂膜的耐水性，耐溶剂性以及机械性能都得到提高。研究了EP的引入方法及其用量对分散体和涂膜性能的影响。     

阴离子水性聚酯聚氨酯乳液预聚反应条件的研究

采用聚酯多元醇(JW2503),甲苯二异氰酸酯(TDI),二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,用丙酮法合成了稳定的聚酯型阴离子水性聚氨酯乳液。探讨了反应温度、反应时间、溶剂、催化剂及用量对预聚反应的影响。实验结果表明,以丙酮为溶剂,催化剂二月桂酸二正丁基锡的用量为0.03％,反应温度65℃最为适宜,反应时间为2h。     

硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的研究

由甲苯二异氰酸酯与聚醚多元醇、二羟甲基丙酸反应制得聚氨酯预聚体，加入2种硅烷偶联剂，分别进行混合和反应改性，得到一系列硅烷偶联剂改性的聚氨酯水分散体，并对其进行粘度、拉伸强度、剥离强度、吸水性的测定等研究。结果表明，硅烷偶联剂能以较高浓度改性水性聚氨酯，改性后的分散体稳定，初始涂膜质量好，吸水性降低，力学性能也得到改善。     

阴离子型水性聚氨酯制备工艺的研究

通过一系列单因素平行实验,对水性聚氨酯分散体合成工艺中反应温度、溶剂、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)的选择、聚四氢呋喃二醇(PTMG)相对分子质量等因素与水性聚氨酯的黏度、颜色、透明性等性能的关系进行了研究。结果表明,二羟甲基丙酸(DMPA)含量的大小直接影响产品的相对分子质量和体系黏度;反应温度是敏感因素,聚合反应温度在50℃～55℃。     

水性聚氨酯固色剂合成工艺研究

以甲苯二异氰酸酯(HDI)、聚酯多元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯固色荆,研究了反应温度、聚酯多元醇、有机溶剂、亲水扩链剂等对预聚反应的影响.结果表明,合成水性聚氨酯固色剂的最佳的预聚反应温度为75℃,预聚体最高反应温度为60～80℃之间,亲水性扩链剂的用量为5%;有机溶剂选用二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮,以DMF为溶剂时的用量为3%～5%时最佳.     

OMMT／WPU复合乳液的制备及其性能研究

采用超声辅助法制备了有机蒙脱土/水基聚氨酯(OMMT/WPU)复合乳液,采用透射电镜(TEM)、红外(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、激光粒度仪等对复合乳液及材料进行了分析及性能测试.结果表明,OMMT在WPU乳液中得到较好的分散,并与聚氨酯(PU)大分子间有强烈的相互作用;WPU中加入OMMT有助于提高PU硬段微区的结晶性和微相分离的程度;随着OMMT含量的增加,OMMT/WPU复合材料的耐水性、拉伸强度先增加后下降,伸长率降低,OMMT的质量分数为1.0%时,OMMT的剥离程度最好,复合材料的综合性能最佳.     

新型水性聚氨酯固化剂的合成及性能

简述了用HDI三聚体和水溶性醇醚合成水性聚氨酯固化剂的方法,简单讨论了一些实验条件对合成的影响,并与常使用的其他固化剂进行比较,分析它的优越性能。     

WPU的合成及其有机硅改性研究

以甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚酯864、二羟甲基丙酸（DMPA）、有机硅偶联剂A110为主要原料,以水性聚氨酯和有机硅改性化学反应理论为基础,探讨了预聚和扩链反应工艺（R值、扩链剂用量、预聚和扩链反应温度及时间）等对合成速率及产品性能的影响,确定了合成水性聚氨酯的最佳工艺。     

阻燃OMMT/WPU纳米复合材料的制备及性能研究

采用端羟基聚丁二烯（HTPB）剥离层状有机蒙脱土（OMMT）为纳米片层,并与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）等单体通过原位聚合法制备了OMMT纳米片改性的水性聚氨酯（OWPU）纳米乳液及胶膜。利用小角XRD、TEM、DLS、EDS、TGA、LOI、CONE以及SEM对样品的结构和性能进行了表征。结果表明,HTPB剥离的OMMT纳米片的衬度均匀,完整性较好;改性后OWPU的乳液粒径增大,胶膜的弹性模量、热稳定性、抗熔滴性和阻燃性能均得到明显地改善,其中弹性模量可提高59.4%,热释放速率峰值可降低36.9%;燃烧炭渣表面形貌显示,瓦片状蒙脱土相互穿插形成了具有团簇结构的蒙脱土覆盖层。     

电导法确定离子交换树脂中反离子的解离度

测定了低频下强酸离子交换树脂 001×7 和弱酸离子交换树脂 D152 的树脂床层在不同浓度电解质溶液中的电导率,利用两相分散系统的复合介电常数方程计算了树脂颗粒相的电导率,进而由树脂颗粒相的当量离子电导和无限稀释溶液中的当量离子电导求得反离子的解离度。结果表明:利用上述方法确定离子交换树脂中反离子的解离度是可行的。对于离子交换树脂床层,由于树脂颗粒外表面分散层中的反离子可沿树脂颗粒外表面切向迁移进行导电,Hanai 的复合介电常数方程需进行修正。对于弱酸离子交换树脂,也可直接通过测定等电导点的方法来确定树脂颗粒相的电导率。离子价数对反离子的解离度影响较大,离子价数越高,反离子的解离度越小。对于一价离子,H 的解离度比 K 和 Na 的解离度要低很多。     

Ca~(2+)含量对水性聚氨酯乳液及其胶膜性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚(N-210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和一缩二乙二醇(DEG)等为主要原料,合成了自乳化型WPU(水性聚氨酯)乳液;然后以氢氧化钙作为交联改性剂,通过Ca2+与-COOH之间形成的螯合交联,制成Ca2+改性WPU乳液。结果表明:当n(Ca2+)∶n(-COOH)=0.4∶1时,改性WPU乳液具有较好的储存稳定性和综合性能,其胶膜的热性能、耐水性、剥离强度(4.5 N/mm)、拉伸强度(14.5 MPa)和断裂伸长率(454.5%)等均相对较高。     

Structure-property relationships of waterborne polyurethane (WPU) in aqueous formulations

This study provides an overview of the rheological properties of aqueous polyurethanes (WPU), as the main component, or as a thickening additive in aqueous formulations. Waterborne polyurethanes (WPU) have been proposed as an environmentally friendly alternative to conventional solvent-based solutions in a variety of industrial applications such as coatings, adhesives, inks. In all these fields, the control of rheological properties became an important prerogative to determine the quality of the dispersion and its potential applicability. First, the effect of parameters such as components, particle size and content, temperature, and interactions on dispersion viscosity was reported. Then, the effect of two additives, i.e. thickeners and nanomaterials, on structure–property relationships of WPU-base systems, was described. Thickeners are rheological modifiers, commonly used to stabilize the dispersion and prevent flocculation and sedimentation of the particles, or to change the flow behavior of dispersions from Newtonian to pseudoplastic. These species can interact with water and polymer particles to create a network structure that alters the flow resistance, and thus viscosity. The use of hyperbranched aqueous polyurethane as thickening agent in WPU formulations was also presented. On the other hand, nanostructured fillers (0D/1D/2D) or a combination thereof in waterborne polyurethane led to the formation of specific microstructures that prevented the penetration of water, oxygen, and corrosive substances, also improved mechanical and thermal properties, allowing the development of high-performance WPU-based products.     

含硫扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

以2-巯基乙醇(2-ME)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,通过巯基-烯"点击"反应合成了含硫二元醇ME-HEA。并以其为扩链剂,与聚氧化丙烯二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等合成系列含硫水性聚氨酯(SWPU)。采用纳米粒度仪、红外光谱仪、电子拉力机等对乳液的粒径、胶膜的热性能、力学性能以及耐水性进行了分析。结果表明:随着ME-HEA质量分数的增加,SWPU胶膜的耐热性能和力学性能有明显的提升。当ME-HEA质量分数为4.3%时,乳液粒径为41.7 nm,胶膜拉伸强度和断裂伸长率分别为34.3 MPa和911.2%,在120℃热氧降解处理后的拉伸强度为处理前的拉伸强度的90.09%,有较好的耐热氧降解性能。     

水性聚氨酯胶粘剂性能的影响因素探讨Ⅱ——结构因素的影响

探讨了结构因素包括离子基含量,硬段/软段的物质的量比,低聚物二醇的结构和分子质量,异氰酸酯结构,扩链剂类型和扩链程度,离子基的中和程度或离子对的性质以及溶剂量对水性聚氨酯(WPU)分散液性能和胶膜力学性能的影响。     

阻燃型PETMF/WPU复合材料的制备与性能研究

用聚酯/碱溶性聚酯（PET/COPET）海岛纤维无纺布含浸含磷自阻燃的水性聚氨酯（WPU）浆料，通过干法凝固、碱减量和后整理等工艺制备阻燃型聚酯超细纤维/水性聚氨酯（PETMF/WPU）复合材料。分析并探讨不同固含量含磷自阻燃的WPU浆料对PETMF/WPU复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。采用锥形量热仪、极限氧指数和垂直燃烧对其阻燃性能进行表征；采用电子扫描显微镜对其微观结构进行表征；采用TGA对其热稳定性进行表征。结果表明：当固含量达到35wt%时，PETMF/WPU复合材料的LOI值达到31.7%，垂直燃烧达到V-0级，在燃烧过程中能够自熄且无熔滴产生，力学性能仍能满足行业标准，使用含磷自阻燃原料减少了燃烧过程中有害气体的释放。