超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯的制备及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG-2000)和PPG-纳米SiO_2溶胶为原料合成聚氨酯预聚体,用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)作亲水扩链剂并用1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)作小分子扩链剂进一步提高相对分子质量,再用乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯(AWHBPU)进行共混改性,采用内乳化法制备了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯。研究了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯乳液的粒径及稳定性、黏度以及胶膜的热性能和力学性能。结果表明,AWHBPU含量4%的乳液体系较稳定;随着AWHBPU的引入,乳液黏度先减小后增大,当AWHBPU添加量为4%时,乳液黏度最小为66.55 mPa·s;当AWHBPU添加量为6%时,试样的最大拉伸强度可达到18.92MPa。     

改性纳米氧化锌对水性聚氨酯乳液性能的影响

以无水乙醇为溶剂、正硅酸乙酯(TEOS)为包覆剂对纳米Zn O表面进行无机包覆,然后用硅烷偶联剂(KH-550)对其表面进行改性,将改性后的纳米Zn O(即Zn O/Si O2/KH550)对水性聚氨酯乳液进行改性,研究了改性纳米Zn O的用量对水性聚氨酯(WPU)乳液涂膜的吸水率、吸甲苯率和拉伸性能的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和水接触角测试对纳米Zn O和WPU改性前后的结构及疏水性进行了表征。结果表明,改性后的纳米Zn O粒子团聚减少,疏水性提高。当改性纳米Zn O的添加量为聚氨酯中有机物质量的0.6%时,所制备的用改性纳米Zn O改性的WPU乳液涂膜性能较好,吸水率、吸甲苯率分别为20.35%和30.50%,低于未改性的WPU;拉伸强度达到13.45 MPa,水接触角较未改性WPU涂膜提高了25°。     

有机化蒙脱土和纳米粒子对水性聚氨酯的改性作用

针对纳米改性剂在水性聚氨酯改性方面的应用,介绍了水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法,总结了近年来在水性聚氨酯纳米改性方面所取得的成就,重点讨论了有机化蒙脱土和纳米粒子SiO_2改性剂在提高水性聚氨酯的耐水性、热稳定性和力学性能方面的突出作用,并展望了今后水性聚氨酯纳米复合材料的发展方向。     

D-氨基葡萄糖盐酸盐改性聚氨酯的制备及抗菌性能研究

利用D-氨基葡萄糖盐酸盐作为功能性扩链剂对水性聚氨酯改性,通过红外、乳液固含量、乳液稳定性、乳液粒径、膜力学性能、膜吸水率、膜抗菌活性等,对改性水性聚氨酯进行了结构和性能测试。讨论了D-GAH的用量对乳液的物理性能、膜力学性能、膜的耐水性和抗菌性的影响。研究表明D-氨基葡萄糖盐酸盐的添加量在0.2%～1.0%以内,对乳液的物理性能和膜力学性能影响很小,且当添加量大于0.8%膜表现出明显的抗菌性。     

纳米材料改性水性聚氨酯研究进展

综述了近几年纳米材料对水性聚氨酯的改性研究,包括天然高分子纳米材料改性、黏土矿石类纳米材料改性、纳米碳素材料改性、金属与金属氧化物纳米材料改性。化学改性能提高纳米材料与聚合物基质间的相容性,有利于得到稳定的复合乳液。物理共混改性能更好地将纳米材料的优异特性赋予复合材料。在水性聚氨酯中均匀分散的纳米粒子可以显著提高复合材料的热稳定性与力学性能。开发高效实用的纳米材料有机化改性技术和优化复合材料的制备工艺将是未来制备高性能水性聚氨酯纳米复合材料的发展趋势。     

水性聚氨酯的改性研究

分别采用丙烯酸酯、环氧树脂合成2种不同的改性水性聚氨酯,比较了改性前后及2种不同的改性水性聚氨酯在乳液、涂膜性能及粘接性能方面的差异。结果表明,改性后的水性聚氨酯综合性能明显提高,其中环氧树脂改性水性聚氨酯(EPU)在固化交联后涂膜的耐水、耐溶剂及力学性能又明显好于丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PUA),其粘接强度与溶剂型聚氨酯相当;而采用丙烯酸酯改性的水性聚氨酯PUA乳液稳定性好于EPU乳液。     

SiO2/聚氨酯纳米复合物的在位合成及其在环氧树脂中分散行为的研究

以水性阳离子聚氨酯纳米粒子为纳米微囊,利用原位水解法使正硅酸乙酯(TEOS)在囊内水解、聚合生成二氧化硅(SiO2)纳米粒子,从而合成出SiO2/聚氨酯纳米复合物的稳定水基乳液,实现纳米复合物中SiO2纳米粒子的均匀分散和良好的界面结合。并以此作为已表面改性的纳米粒子实现SiO2纳米粒子在环氧树脂的均匀分散。通过能谱扫描、透射电镜和乳液粒子粒径与分布等测试方式对含有环氧树脂的水性SiO2/聚氨酯纳米复合物进行测试。结果表明,SiO2/聚氨酯纳米复合物可以在环氧树脂中均匀分散且不团聚,同时也可促进环氧树脂在水中的分散。     

纳米TiO_2改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

用硅烷偶联剂KH-550对表面包覆MgO的金红石型纳米TiO2表面进行改性,对纳米粒子进行红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)以及X衍射角表征,SEM分析表明改性后纳米粒子的团聚减少。选取改性效果最佳的纳米粒子用二元醇分散法制备纳米TiO2/水性聚氨酯复合物。对其红外、粒径、黏度等进行表征,结果表明纳米TiO2的加入可提高乳液的耐水性且最佳加入量为0.5%。     

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯分散液的制备与表征

采用沉淀和萃取相结合,硅烷偶联剂A-174包裹改性的方法,制备了改性的纳米二氧化硅含量为15%的聚氧化丙烯二醇分散液,并以其直接作为原料,与聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)等其他原料,制备了一系列纳米SiO2粒子改性WPU样品。讨论了改性纳米SiO2加入量对乳液和涂膜性能的影响。研究表明:纳米SiO2聚醚二元醇分散液与预聚物发生了反应,纳米SiO2均匀分散在预聚物中,乳化后,纳米SiO2粒子在水性聚氨酯中分散性变好,纳米SiO2用量为预聚物质量的2.0%时,得到了稳定的纳米二氧化硅水性聚氨酯分散液,复合涂膜的断裂伸长率为300%,拉伸强度为13 MPa,耐水性、硬度、热稳定性得到较大的提高。     

水性聚氨酯的改性研究

面对近年来全球环保的压力和限制挥发性有机物的排放,低毒无污染、环境友好型的水性聚氨酯越来越受到人们的青睐,然而单一的水性聚氨酯乳液固含量低,耐高温、耐水、耐热性较差,某些程度上限制了使用范围。本文综述了目前国内外水性聚氨酯主要的改性方法:交联改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性及纳米粒子改性,同时展望了水性聚氨酯改性研究的发展趋势。