KH570改性聚氨酯/丙烯酸酯乳液制备及应用

实验主要以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为基本原料合成聚氨酯乳液,在合成乳液的过程中应用硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对水性聚氨酯进行交联改性,这样不但可以增加聚氨酯的分子量,同时也可以改善其涂膜的防水性能。实验表明,经KH570改性的聚氨酯乳液的最佳合成条件为:n(-NCO)∶n(-OH)=1.12,m(St)∶m(BA)=1∶2,w(MDEA)=5.50%,w(TMP)=0.55%,w(KH570)=0.7%,w(HEA)=0.92%,引发剂的加入量为0.2 g,聚合温度控制在80℃。此条件下合成的乳液性能最好。     

有机硅改性无溶剂阳离子型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的制备

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)、聚四氢呋喃二醇(PTMG 1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料,通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)封端改性,制备了无溶剂阳离子型聚氨酯/丙烯酸酯核壳乳液表面施胶剂(PAU)。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)、透射电镜(TEM)、力学性能等对其结构与性能进行了表征及测试。结果表明,当n(—NCO)∶n(—OH)=1.07∶1,m(St)∶m(BA)=1∶2,w(MDEA)=5.50%(占所有单体质量的总和,下同),w(TMP)=0.55%,w(KH550)=0.69%时,合成的聚氨酯有良好的力学性能与施胶性能,而且有机硅的加入增强了膜的柔韧性。     

有机硅改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)和硅烷偶联剂(KH-550)等为主要原料,采用丙酮法合成了有机硅改性WPU(水性聚氨酯)乳液。结果表明:KH-550和DMPA的加料方式对WPU乳液稳定性影响较大;当w(DMPA)=3%～5%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、2,2-二羟甲基丙酸等为原料合成了聚氨酯预聚体,通过KH-792[N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷]对其进行双氨基扩链,并中和乳化合成PCDL-WPU(聚碳酸酯型水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:随着KH-792加入量的增加,制备的水性聚氨酯乳液凝胶温度最高可达89℃,乳液粒径变大,胶膜的吸水率降低;当加入w(KH-792)=2%(相对于水性聚氨酯乳液总质量而言)时,扩链的乳胶膜失重5%,分解温度最高可达271℃;当加入w(KH-792)=3%时,乳胶膜拉伸强度最高可达14.2 MPa,断裂伸长率呈下降趋势。     

硅烷偶联剂对层压复合用WPU胶粘剂的改性研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)、二羟甲基丙(DMPA)、硅烷偶联剂(KH550)等原料制备了层压复合用水性聚氨酯胶粘剂(WPU),考查了KH550用量对其性能的影响。结果表明,随着KH550用量的增加,WPU乳液黏度增加,稳定性变差;经KH550改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性者,胶膜的力学性能和复合薄膜T型剥离强度也得到提高。     

纳米SiO_2改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

以硅烷偶联剂(KH-550)作为纳米二氧化硅(nano-SiO2)的表面处理剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和nano-SiO2等为主要原料,制备nano-SiO2改性WPU(水性聚氨酯)乳液。着重探讨了DMPA的加料方式、DMPA和nano-SiO2用量等对WPU乳液稳定性、粒径分布、耐水性和力学性能等影响。结果表明:采用先加入DMPA后扩链的加料方式,可制得外观及稳定性均较好的WPU乳液;当w(DMPA)=5%、w(改性nano-SiO2)=2.0%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

硅烷偶联剂封端改性水性聚氨酯的研究

以聚醚多元醇(GE210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和α,α-二羟甲基丙酸(DMPA)为原料合成了基础聚氨酯(PU)预聚体,然后以1,4-丁二醇进一步扩链制得了水性聚氨酯(WPU)乳液,最后以偶联剂γ-氨丙基三甲氧基硅烷对PU分子进行封端,得到了稳定的改性PU乳液。通过对偶联剂的用量和封端条件等研究,确定了适合硅烷改性WPU的方式。实验结果表明,当w(硅烷偶联剂)=4%～5%时(占树脂的质量分数),硅烷偶联剂封端改性WPU乳液具有较低的表面张力,其胶膜的力学性能和耐水耐溶剂性能均相当优异。     

硅丙乳液与聚氨酯乳液的复合改性

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸、乙烯基硅油为原料,采用种子乳液聚合法合成了硅丙乳液;以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,合成了聚氨酯乳液。并用聚氨酯乳液与硅丙乳液进行复配改性。研究了乙烯基硅油用量对硅丙乳液性能及复合乳胶膜性能的影响、DMPA用量及n(—NCO)∶n(—OH)值对聚氨酯乳液性能的影响、聚氨酯用量对复合乳胶膜的拉伸强度、断裂伸长率、粘接强度的影响。结果表明,制备硅丙酯乳液的较佳配比是乙烯基硅油的质量分数8%,m(BA)∶m(MMA)=3∶2;制备聚氨酯乳液的较佳配比为n(—NCO)∶n(—OH)=1.15~1.3,DMPA的质量分数为6%;聚氨酯乳液的质量分数为20%时,复合乳胶膜的粘接强度、拉伸强度和扯断伸长率分别提高86.7%、32.8%和24.9%。     

KH550改性水性聚氨酯基聚合物电解质

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、γ–氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、1,4–丁二醇(BDO)等为原料,改变KH550的含量,合成一系列的非离子型水性聚氨酯乳液,并用高氯酸锂(Li Cl O4)掺杂制备了固态聚合物电解质(SPE)。利用红外光谱、差示扫描量热、力学性能测试、交流阻抗测试等对SPE进行分析和表征。结果表明:随着KH550含量的增加,SPE膜的硬段玻璃化转变温度和拉伸强度逐渐提高,当w(KH550)为3%时,胶膜的拉伸强度达到最大18.09 MPa,胶膜的电导率先增加后减小;当w(KH550)为2.5%时,SPE的电导率达到最大,80℃为4.49×10–7S/cm。     

有机硅/丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚酯二元醇(XH-111)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)等为主要原料,分别制得HEA封端和HEA、KH-550共同封端的水性聚氨酯乳液,再加入丙烯酸酯单体进行自由基引发聚合,分别制备出丙烯酸酯改性和丙烯酸酯、KH-550共同改性的水性聚氨酯复合乳液。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,对改性水性聚氨酯乳液的结构和胶膜的热稳定性、结晶性和力学性能进行了考察。结果表明,改性水性聚氨酯的结晶性降低,热稳定性提高。当w(丙烯酸酯)增大到20%,w(KH-550)增大到15%时,胶膜的拉伸强度由5.6 MPa增加到23.9 MPa,断裂伸长率由491%降到247%。