环氧树脂改性水性聚氨酯的制备和研究

利用聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸及端羟基环氧树脂等为原料,制备了环氧树脂改性的水性聚氨酯(EWPU),考察了环氧树脂用量对EWPU性能的影响。结果表明,当环氧树脂质量分数在5%以内所制备的EWPU乳液稳定性较好,粒度约为45~97 nm。随着环氧树脂含量的增加,所制备的改性EWPU拉伸强度增加,断裂伸长率降低,热稳定性和耐水性都显著提高。当环氧树脂质量分数为5%时,改性水性聚氨酯涂膜的拉伸强度为17.9 MPa,断裂伸长率为231%,水接触角为86°,吸水率为3.0%,50%热失重的温度为359℃。     

基于柠檬酸架构的水性光固化环氧-聚氨酯的制备与性能研究

用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与一水合柠檬酸反应生成柠檬酸酯,然后将其与环氧树脂E-51或者甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)反应,利用环氧开环形成的仲羟基将环氧树脂引入到聚氨酯的主链中,制备了基于柠檬酸架构的水性光固化环氧-聚氨酯。采用纳米粒度仪、光学接触角仪、电子拉力机等对胶膜的结构与性能进行了测试。研究了环氧树脂E-51或GMA的加入对聚氨酯胶膜的耐水性、力学性能、硬度、水接触角、热稳定性的影响。结果表明:随着E-51和GMA的加入,乳液粒径逐渐增大、分布变宽,胶膜热稳定性增强、吸水率大幅度降低、接触角增加;胶膜的拉伸强度和断裂伸长率大幅度增大。     

环氧树脂蓖麻油双重改性水性聚氨酯皮革涂饰剂的合成与性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,蓖麻油(CO)和环氧树脂(E-44)为交联剂,采用预聚体分散法合成了一系列用于皮革涂饰的环氧树脂蓖麻油双重改性水性聚氨酯(ECOWPU)。采用FTIR、TEM、DSC、TGA对聚合物结构及膜的性能进行了分析。FTIR表明聚合物中引入了蓖麻油和环氧树脂,羟基和环氧基均参与反应。通过TEM可观察乳液颗粒呈球形,粒径较为均匀。DSC表明,改性后胶膜的微相分离程度增大。TGA表明,环氧树脂和蓖麻油的加入提高了聚氨酯的热稳定性。蓖麻油、E-44含量的增加,均使胶膜拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率、吸水率降低。当蓖麻油添加量为4.9%,E-44添加量为7%时,胶膜的综合性能最佳。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯多元醇(PEDA)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,通过添加不同种类和不同含量的环氧树脂(E-12、E-51)进行改性,合成了环氧树脂改性水性聚氨酯(EWPU)乳液,讨论了DMPA含量、环氧树脂种类和含量对EWPU乳液粒径、粘度、贮存稳定性以及胶膜吸水率和力学性能的影响。结果表明,环氧树脂中的环氧基团在整个反应过程中没有参与反应,保留在EWPU乳液中;DMPA质量分数为4%、环氧树脂E-12质量分数为8%时,制备的EWPU乳液和胶膜的性能较好。     

磺酸型水性聚氨酯乳液制备工艺的研究

以聚氧化丙烯二醇(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r磺酸型水性聚氨酯乳液;通过性能测试,研究了R[n(-NCO):n(-OH)]值、DHPA含量对乳液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了表征.结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降.胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当R=2时,随着DHPA含量的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小;当DHPA含昔为5%时,胶膜的力学性能最佳;性能测定表明:采用分散和中和同时进行的方式,制备的水性聚氨酯乳液综合性能较好.     

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。     

聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及其表面性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)、双羟基亲水性聚硅氧烷多元醇(UC3667)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为硬段,制备了一系列聚硅氧烷改性水性聚氨酯(WPUs)。用DLS和FTIR表征了水性聚氨酯乳液粒径和膜结构。通过热重分析、拉伸测试、接触角测试、XPS对水性聚氨酯胶膜的性能进了测定。结果表明:随着聚硅氧烷加入量的增多,水性聚氨酯膜拉伸强度先增大后减小;且聚硅氧烷的加入提高了水性聚氨酯膜的热稳定性、断裂伸长率、接触角,降低了水性聚氨酯膜的表面能。当聚硅氧烷质量分数为5.0%时,胶膜表面的硅迁移量达到饱和,表面能为27.27 mJ/m~2。     

环氧树脂改性含硅自消光水性聚氨酯树脂的制备及性能

以聚己二酸1，4－丁二醇酯多元醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸（DMPA）、1，4-丁二醇（BDO）、端羟丙基聚二甲基硅氧烷(PDMS)和环氧树脂(E-51)为单体合成聚氨酯预聚体，三乙胺（TEA）作为中和剂，乙二胺（EDA）作为后扩链剂，合成了一系列环氧树脂改性含硅自消光水性聚氨酯树脂乳液。采用粒度分析仪测定乳液粒径、FTIR表征胶膜表面结构、SEM观察胶膜表面，并分析了胶膜的光泽度、水接触角、热力学等性能。结果表明：在n(PBA)：n(PDMS)=1:2的条件下，环氧树脂添加量为5 %时，乳液粒径为1152 nm，胶膜60?光泽度为3.4；水接触角为107.3?，疏水性能最优；胶膜拉伸强度可达24.42 MPa，断裂伸长率在362 %，力学性能最优；胶膜热失重50 %时温度较未添加E-51的胶膜提高了18.3 ℃。     

三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液的制备与性能

以甲苯二异氰酸酯接枝三聚氰胺(T-M)、聚醚N-210、聚醚N-220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,采用原位聚合法制备了三聚氰胺改性水性聚氨酯乳液及其固化胶膜。用傅里叶变换红外光谱表征了T-M和产物。考察了T-M含量与乳液黏度及粒径的关系。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪、拉力机和扫描电镜探讨了T-M含量对胶膜热性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明,随着T-M含量增加,乳液平均粒径增大,并且粒径分布变宽,黏度降低;胶膜的热稳定性和耐水性均有所提高,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率降低。与纯聚氨酯胶膜相比,当T-M添加量为3.0%时,改性材料拉伸强度提高了110%,断裂伸长率下降了1/2,失重50%时的热分解温度提高了8.4°C。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

氯化聚丙烯改性阴离子型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯多元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,加入接枝马来酸酐的氯化聚丙烯(MCPP),合成了氯化聚丙烯改性的阴离子型水性聚氨酯。乳液稳定性测试表明,马来酸酐接枝率为1.5%时水性聚氨酯乳液稳定性较好;粒径测试表明,乳液粒径随着MCPP的加入量增大而逐渐变大;力学性能测试结果显示,经过MCPP改性后,乳液形成胶膜的拉伸强度和断裂伸长率都有明显的提高,对于PP薄膜的粘接性能得到改善。但TGA测试显示随着MCPP量的增加,胶膜的耐热性下降。综合分析得出,MCPP加入量为5%时得到的改性水性聚氨酯性能较佳。     

硅溶胶改性零VOC型水性聚氨酯-丙烯酸酯的制备及其力学性能研究

以聚已内酯二元醇(PCL)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,合成了满足烟包行业要求的零VOC、无三乙胺的耐高温型水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)乳液,与硅溶胶按比例混合,制备成水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶(SWPUA)复合乳液,利用纳米粒度分析仪、ATR-FTIR、TEM、TG对复合乳液及涂膜进行性能测试,探讨了硅溶胶的添加量对复合乳液(SWPUA)涂膜性能的影响,结果表明,硅溶胶的添加使乳液粒径增大,添加量15%时,胶膜热稳定性最佳,比WPUA胶膜提升14. 2℃,Tmax值从434. 3℃提升到453. 5℃,断裂伸长率下降40. 3%,拉伸强度增加66 MPa。     

硅溶胶改性零VOC型水性聚氨酯-丙烯酸酯的制备及其力学性能研究

以聚已内酯二元醇(PCL)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,合成了满足烟包行业要求的零VOC、无三乙胺的耐高温型水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)乳液,与硅溶胶按比例混合,制备成水性聚氨酯丙烯酸酯/硅溶胶(SWPUA)复合乳液,利用纳米粒度分析仪、ATR-FTIR、TEM、TG对复合乳液及涂膜进行性能测试,探讨了硅溶胶的添加量对复合乳液(SWPUA)涂膜性能的影响,结果表明,硅溶胶的添加使乳液粒径增大,添加量15%时,胶膜热稳定性最佳,比WPUA胶膜提升14. 2℃,Tmax值从434. 3℃提升到453. 5℃,断裂伸长率下降40. 3%,拉伸强度增加66 MPa。     

羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯的合成及性能

以磺酸型聚酯二元醇(BY3301)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,羟基硅油为改性剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,合成了羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯。采用FTIR、TG、数显黏度计、纳米粒度仪表征了聚合物的结构与性能,探讨了羟基硅油含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明:随着羟基硅油含量增加,乳液粒径增大,黏度降低;胶膜表面水接触角增大,吸水率先减小后增大;胶膜拉伸强度增强,断裂伸长率先增大后减小。当羟基硅油占预聚体质量的3%时,聚合物性能最佳,其乳液粒径为85.1 nm,黏度为114.5 mPa·s,胶膜水接触角为91.7?,拉伸强度为14.78 MPa,断裂伸长率为427%,24 h吸水率仅为5.61%,由TG曲线可知,胶膜质量损失5%时,对应温度为269.9℃,较之改性前提高17.3℃。     

环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯的合成研究

用环氧树脂E-44和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯(WPU),丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳,HEA为核壳之间桥连的核壳交联型PUA复合乳液.这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强,丙烯酸酯的耐水和耐候性好,环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点.实验研究结果表明:随着环氧树脂E-44和MMA添加量增大,胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高,胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低.当环氧E-44含量为4%,MMA含量为20%～30%时综合性能较好.     

蓖麻油改性磺酸型水性聚氨酯性能研究

采用蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水基,合成了一系列由蓖麻油改性的磺酸型水性聚氨酯乳液,并固化成膜。通过FT-IR、粒径测试、吸水率与接触角测定、力学性能测定、TG等手段研究了蓖麻油含量对水性聚氨酯乳液与胶膜的影响。结果表明:蓖麻油成功接入聚氨酯分子主链中;随着蓖麻油含量的增加,乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率先减小后增大,接触角先增大后减小,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小。当蓖麻油与PCL质量比为0.5时,胶膜吸水率最小,接触角最大,为95.18°,拉伸强度最大,为15.15 MPa,综合性能最好。通过TGA表明,蓖麻油的引入,胶膜的耐热性也有所提高。     

木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究

将木质素磺酸钠(SLS)在氢溴酸作用下酚化改性使甲氧基转化为酚羟基,提高其反应活性并保留磺酸盐基团,并于碱性条件下加入环氧氯丙烷制得木质素基环氧树脂(LBER);将其作为交联改性剂添加至水性聚氨酯预聚体中,并成功制备出木质素基环氧树脂-水性聚氨酯乳液(LBER-WPU)。研究了LBER用量对分散液及胶膜性能的影响。结果表明,当LBER质量分数为3%～4%时,分散液外观良好、粒径较小,具备6个月及以上储存期;胶膜拉伸强度最高可达22MPa,较未改性水性聚氨酯(WPU-0)提高了约2倍,胶膜耐水性增强,热稳定性有明显改善。     

乳酸开环环氧树脂改性水性聚氨酯的合成及性能研究

环氧树脂中的环氧基团在传统改性水性聚氨酯乳液中易开环,导致乳液不稳定,影响配方设计.选择低相对分子质量乳酸作为环氧树脂的起始剂参与开环反应,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚(N210)等为主要原料,合成了乳酸开环环氧树脂改性水性聚氨酯乳液.探讨了乳酸开环环氧树脂的加入量和加入方式,对改性的水性聚氨酯进行表征和性能测试表明:乳酸成功打开环氧基团,乳液状态稳定,将其接入水性聚氨酯中可使胶膜的机械性能、耐水性、耐热性能得到提高.     

异氰酸酯指数对阴离子型水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丁酸(DMBA)和聚乙二醇(PEG)为亲水扩链剂,甲苯二异氰酸酯(TDI)为异氰酸酯组分,聚氧化丙烯二醇(PPG)为低聚物多元醇组分,采用预聚体法合成了一系列阴/非离子型水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、粒径测试、接触角测定等表征手段研究了异氰酸酯指数(R值)对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,随着异氰酸酯指数的增加,乳液粒径逐渐增加,Zeta电位绝对值逐渐减小;胶膜的拉伸强度逐渐增加,断裂伸长率逐渐减小,表面接触角逐渐增大。     

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13.88MPa、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。