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%。     

不同软段对水性聚氨酯性能影响的研究

分别以聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)为多元醇组分,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为异氰酸酯组分,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,采用预聚体法合成一系列不同软段的水性聚氨酯(WPU)。讨论了聚醚二醇的种类及异氰酸酯指数(R值)对合成WPU乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当R值为1.15时,PTMG型WPU的干燥速率、成膜性均优于PPG型和PEG型WPU。当R值为1.2时,PTMG型WPU的粘结性能和拉伸性能均较优,耐水性最好;当R值为1.05时,PTMG型WPU的干燥速率最快,耐水性最差。     

不同二胺后扩链对聚酯/聚醚型水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、聚酯二元醇(PBA)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,一缩二乙二醇(DEG)为小分子扩链剂,乙二胺(EDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)为后扩链剂,合成了一系列水性聚氨酯(WPU)乳液。主要考察了后扩链对水性聚氨酯乳液的稳定性,乳液粒径以及胶膜吸水率和力学性能的影响。结果表明,用二胺后扩链之后,乳液稳定性变好,乳液粒径变小,胶膜吸水率减小,耐水性变好,胶膜拉伸强度增加,当采用IPDA后扩链且质量含量为2.7%时,膜的综合性能较好,吸水率相对较低(16.7%),拉伸强度为31.23MPa,断裂伸长率为1022.31%。     

丙烯酸酯改性磺酸型水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚酯二元醇为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,乙二胺基己磺酸钠(N60)为亲水扩链剂,成功制备了封端型水性聚氨酯乳液(WPU)。再以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)对上述乳液进行接枝共聚,成功制备出丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等分析手段研究了WPUA乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,且粒子呈核壳结构。其胶膜的耐热性、耐水性和力学性能较WPU胶膜均有所提高。     

聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液的制备和性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N210)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体法合成了系列聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液。讨论了中和度、乳化时加水速度、乳化扩链温度、乙二胺(EDA)加入量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,中和度控制在100%,乳化时加水速度控制在100mL/min,乳化和扩链温度控制在0～5℃、EDA用量为扩链剂理论用量的60%时,所得到的聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液及胶膜综合性能最好。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的性能研究

以环氧树脂E–44、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以及三羟甲基丙烷(TMP)为原料,合成一种端双羟基的扩链剂MET。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸1,4–丁二醇酯(PBA)、1,4–丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)以及MET为主要原料,合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。探讨了MET的加入量对WPU性能的影响,通过傅里叶红外光谱(FT–IR)、差示扫描量热(DSC)、热失重(TG)研究了树脂胶膜结构、结晶性和耐热性,并通过拉伸测试研究了改性树脂的力学性能。结果表明:MET引入到聚氨酯分子链上,当w(MET):w(WPU)为5.0:50时,胶膜的最大拉伸强度为42.1 MPa,断裂伸长率为411.8%;MET的加入能明显提高聚氨酯胶膜的热稳定性。     

含磷水性聚氨酯的合成及性能研究

以甲基膦酸二甲酯(DMMP)与1,4-丁二醇(BDO)为原料合成了含磷二醇,并以其作为扩链剂与聚四氢呋喃二醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应制备了含磷水性聚氨酯(WPU)乳液,研究了含磷二醇作为功能单体对WPU胶膜的亲水性和阻燃性的影响。结果表明,含磷二醇具有优良的亲水性,可作为亲水扩链剂制备水性聚氨酯,并且WPU胶膜具有良好阻燃性,氧指数达到25%;再添加5%间亚苯基四苯基双磷酸酯,则阻燃性能提高,氧指数达到31%。     

新型环氧树脂改性水性聚氨酯的合成与性能研究

选用异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、二羟甲基丙酸(DMPA)及一缩二乙二醇(DEG)为主要原料,经相转化法合成了阴离子型水性聚氨酯(WPU)自乳化乳液;再加入过量胺开环的环氧树脂E-51,后扩链30 min,得到一系列状态稳定的环氧树脂E-51改性水性聚氨酯(EPU)乳液.并对乳液及胶膜进行了结构表征和性能测试,研究表明:环氧树脂E-51成功被乙二胺开环,用其改性水性聚氨酯,可以使胶膜的机械性能增强,24h吸水率降至1.46％,硬度、耐热性能均得到较大提高.     

磺酸盐型水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚己二酸丁二醇酯(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和乙二胺基磺酸钠(A-95)为主要原料,合成了系列磺酸盐型水性聚氨酯(WPU);研究了磺酸盐含量和扩链时间对WPU性能的影响,分析了磺酸盐型WPU的生产工艺。研究结果表明,磺酸盐型和羧酸型WPU的红外吸收差别不大,磺酸盐含量越高,预聚体粘度就越大,乳液外观也越好,胶膜的机械强度也就越高;扩链时间越长,乳化前预聚体粘度就越大;当w(磺酸盐)=1.5%、扩链时间为25min时磺酸盐型WPU的综合性能最好,此时乳液粘度为37mPa·s、固含量为50%,胶膜的拉伸强度为14.06MPa;磺酸盐型WPU的生产工艺比DMPA型WPU更加简单、高效和环保,并可以实现连续化生产。     

短链和长链交联剂对水性聚氨酯性能的影响

采用不同链长的交联剂三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CTO)和改性蓖麻油(MCO),通过预聚体混合法合成了3种内交联的水性聚氨酯(WPU)分散液。借助激光粒度分析仪、电子拉力试验机和热失重分析详细研究了不同链长交联剂对WPU乳液和胶膜性能的影响。研究结果表明:TMP交联的WPU具有较小的平均粒径和较窄的粒度分布,其胶膜具有较好的力学性能和耐热性;CTO交联的WPU则具有较大的粒径和较宽的粒度分布,但其胶膜具有更好的耐水性;MCO交联的WPU胶膜具有更高的相混合程度和最高的吸水率。     

内交联型聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯的制备

以聚碳酸亚丙酯多元醇(PPC)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为扩链交联剂,合成系列内交联型聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯(PPCWPU)。采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、耐水性实验和接触角实验对WPU结构和性能进行表征。结果表明,随着TMP用量的增加,WPU胶膜的热性能提高。同时,胶膜的耐水性和防水性也得到了改善。     

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。     

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。     

阴离子型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二元醇(N210)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体法合成了系列阴离子型水性聚氨酯乳液。讨论了硬段含量、DMPA用量、-NCO／-OH物质的量比值及扩链剂用量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响,得出了制备阴离子型水性聚氨酯的最佳配方。     

基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

扩链剂结构对脂肪族水性PU性能的影响

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和聚环氧丙烷醚二醇(PPG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂合成了聚氨酯预聚体,再经过不同小分子扩链剂扩链、乳化制备水性聚氨酯(WPU)乳液,然后与自制交联剂HM交联成膜.研究了不同扩链剂对聚氨酯乳液稳定性及涂膜力学性能的影响.结果表明,以脂肪族二醇扩链的WPU乳液的外观好于芳香族二酚,而芳香族二酚扩链的WPU涂膜力学性能优于脂肪族二醇.     

扩链剂种类对聚酯型水性聚氨酯结晶性的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和普通扩链剂等为主要原料合成了结晶性水性聚氨酯(WPU)乳液,通过DSC、POM、透光率/雾度分析,研究了扩链剂种类对水性聚氨酯胶膜结晶性的影响。研究表明,扩链剂结构的规整性对聚氨酯的结晶度和结晶速度有重要影响,含对称侧基的结构规整扩链剂制备的WPU具有较高的结晶度和结晶速度;乙二胺可以提高聚氨酯的成核速度但不利于晶体生长,结晶速度增快,结晶度降低。     

单组分阴离子水性聚氨酯胶膜的热质研究

应用热质分析（TG）研究了单组分阴离子水性聚氨酯胶膜的耐热性能，结果表明：n（--NCO）：n（--OH）增大，胶膜的耐热性能增强；聚酯相对分子质量增加，耐高温性能降低；用DEG扩链时的耐高温性能比用DEG／TMP时的好；TDI型水性聚氨酯成膜物的耐高温性能优于IPDI型水性聚氨酯。     

亲水基含量对水性聚氨酯性能的影响

以TDI(甲苯二异氰酸酯)、DMPA(二羟甲基丙酸)、聚酯多元醇和二次扩链剂(端-NCO基PU预聚体)为主要原料,采用二次扩链法制备聚酯型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了DMPA含量对WPU的储存稳定性、胶膜耐水性、乳液粒径及其分布等影响。研究结果表明:在其他条件保持不变的前提下,当w(DMPA)=9%(相对于TDI质量而言)时,WPU的储存稳定性相对较好、粒径相对较小、粒径分布相对较窄且胶膜耐水性相对最好。     

三聚氰胺交联改性水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯和聚丙二醇(PPG-2000)为主要原料,以三聚氰胺为交联剂,采用预交联(产物记为MWPU)和后扩链(产物记为mWPU)两种交联方式合成三聚氰胺交联改性水性聚氨酯乳液,并与以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂制备的改性聚氨酯(产物记为TWPU)进行了对比。通过测量乳液粒径、红外光谱分析、热重分析、力学性能测试、吸液率计算,考察了交联剂种类、用量以及交联方式对改性乳液及其胶膜结构与性能的影响。结果表明,交联改性增大了乳液的平均粒径,提升了胶膜的铅笔硬度,拉伸强度、热稳定性和耐水性,但对附着力的影响不大。用三聚氰胺改性所得胶膜的性能优于用TMP改性,采用预交联方式改性优于后扩链方式。当交联度为5/20时,MWPU胶膜的拉伸强度达到13.45 MPa,硬段最大分解速率对应温度为351℃,软段最大分解速率对应温度达到404℃。