非离子型水分散性聚氨酯的制备及性能研究

主要讨论了以聚乙二醇为亲水单体,聚醚多元醇N220为多元醇制备非离子水性聚氨酯乳液。讨论了亲水单体的用量,NCO与OH比例对聚氨酯乳液及干膜性能的影响。并比较了阴离子型,阳离子型和非离子型聚氨酯乳液的性能。     

有机硅改性自干型苯丙乳液的制备

旨在合成一种无毒环保、机械性能优良、耐水性良好的自干型苯丙乳液.配方设计乳液 的Tg为35～45℃,分别考察了复合乳化剂配比、用量,软、硬单体配比以及改性有机硅单体乙烯基三乙氧基硅烷(AC-75)的用量对乳液及其涂膜性能的影响.试验结果表明:复合阴/非离子乳化剂配比为3∶1,用量为2.5％,硬、软单体质量比为2∶1,AC-75的用量为5％时,制得的改性苯丙乳液的综合性能最佳.     

乳化剂对PVC塑料漆乳液及胶膜性能的影响研究

以甲基丙烯酸异辛酯(EHMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)为主单体,采用半连续种子乳液聚合工艺,合成应用于PVC塑料漆的丙烯酸树脂。研究了常规乳化剂体系选取、阴/非离子乳化剂配比及用量和反应性乳化剂对乳液稳定性和涂膜性能的影响。结果表明:阴离子乳化剂A与非离子乳化剂B配比为4∶1且用量为4%,反应性乳化剂SR-3025用量为1.5%时,制备的乳液的稳定性和胶膜性能更好。     

一种无APEO的含磷环氧丙烯酸酯防锈乳液的制备与性能

制备了一种无APEO的水性环氧丙烯酸酯防锈乳液。实验对阴、非离子乳化剂的用量、配比、磷酸酯类乳化剂和单体的用量进行了研究,并得出最佳反应条件:异构十三醇聚氧乙烯醚硫酸铵乳化剂(LCA213)与十二烷基二苯醚二磺酸二钠乳化剂(DSB)的比例为5∶1,复合乳化剂的用量占单体总量的3%,特种嵌端聚醚型非离子乳化剂(EFS-630)占乳化剂量的70%,磷酸酯反应型乳化剂烯丙基醚羟基磷酸酯(UCAN-3)的量为8%,磷酸酯功能性单体甲基丙烯酸聚醚磷酸酯(APE-2005)的用量占单体总量的4%,入釜丙烯酸预乳液量为1/4,滴加时间为3h,反应温度85℃时,制得的乳液细腻,均匀,涂膜完整。     

含氟水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料的制备及其成膜强度和耐水性的研究

采用原位乳液聚合法,合成了含氟自交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)乳液.研究了单体物质的量比、环氧基团含量和氟单体含量对乳液制备过程、乳液及涂膜性能的影响.通过红外光谱、热重分析对其结构和膜性能进行表征,并对涂膜表面的水接触角进行了研究.结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)=1.4、n(—NHNH2)∶n(—CO—)=1、GMA用量为4％、含氟单体用量为6％时,合成乳液稳定性良好,涂膜的耐水性和热稳定性良好.在成膜时复合乳液中的氟基团向空气/聚合物界面伸展,有效地覆盖涂膜表面,降低涂膜表面能,水在涂膜上的接触角达到117.2°.     

外墙涂料乳液(BA-St-MMA)合成与耐水性改进研究

合成了不同配比的苯丙乳液(BA-St-MMA),考察了软硬单体比例、引发剂用量、乳化剂用量、反应温度等对乳液性能的影响;考察了改性剂对涂膜的耐水性的影响。结果表明,乳液的最佳组成为:软硬单体质量比为BA/St/MMA=60/24/16,丙烯酸占单体总质量的5.0%,乳化剂用量为单体总质量的3.0%,阴、非离子型乳化剂配比为1∶2,引发剂量为单体总质量的0.5%。改性剂可以有效地提高涂膜的耐水性,丙烯酰胺适宜用量为单体质量的0.7%,苯酚适宜用量为单体质量的0.4%,三聚氰胺适宜用量为单体质量的0.9%。     

耐指纹涂层用聚合物乳液成膜物的制备与性能研究

以丙烯酸酯类为主要单体,环氧树脂和有机硅大分子乳液为改性剂,R303为主要乳化剂,通过乳液聚合方法合成了耐指纹涂料用聚合物乳液成膜物,讨论了乳化剂、环氧树脂和有机硅对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,采用阳/非离子复合乳化体系可以制得酸性环境下使用的聚合物乳液,涂膜烘烤过程中活泼的环氧基团与其它基团的交联会大幅度提高涂膜的耐腐蚀性和硬度,有机硅参与聚和后会进一步改善涂层的耐水耐腐蚀性,当m(R303)∶m(OP-10)为3∶1,E-51质量分数为10%,乙烯基有机硅乳液质量分数为5%时,合成的乳液成膜物有较好的综合性能。     

含磷丙烯酸酯聚氨酯乳液的合成及其性能研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)及丙烯酸β-羟乙酯(HEA)为主要原料合成水性聚氨酯(PU)大单体,得到HEA封端的聚氨酯,加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)、磷酸酯功能单体等单体,以半连续乳液聚合法合成了水性含磷丙烯酸酯聚氨酯(P-PUA)。考察了DMPA用量、引发剂用量、丙烯酸磷酸酯单体用量、MMA用量对乳液和涂膜性能的影响。结果表明:DPMA用量、引发剂用量、丙烯酸磷酸酯单体用量、MMA用量分别为预聚体总量6.0%、3.0%~3.5%、5.0%、15.0%时,得到综合性能良好的P-PUA乳液,制得的涂膜附着力1级,涂膜耐水时间550 h,无闪蚀现象。     

脂环族环氧丙烯酸酯改性丙烯酸酯乳液的合成及性能研究

以脂环族环氧树脂代替双酚A型环氧树脂合成了一种脂环族环氧丙烯酸酯,并以其作为功能单体参与丙烯酸类单体共聚,制备出了一种环氧改性丙烯酸酯乳液。通过傅里叶红外(FT-IR)、热重分析(TG)和交流阻抗谱(EIS)等对乳液以及涂膜性能进行表征;同时考察了不同环氧树脂类型以及添加量等因素对乳液及涂膜的性能影响。结果表明:采用阴离子/非离子乳化剂复配乳化剂体系,引发剂用量为0.62%(以单体总质量计),以预乳化的方式添加质量分数为2.5%的脂环族环氧丙烯酸酯时制备的乳液呈白色泛蓝光,平均粒径为100 nm,并具有良好的贮存稳定性。     

复合乳化剂制备水性环氧乳液及涂膜性能研究

采用环氧树脂E-44和2-氨基-5-磺酸基苯甲酸合成一种小分子阴离子环氧乳化剂EP-H;通过E-44和聚乙二醇6000合成大分子非离子环氧乳化剂EP-PEG。当2种乳化剂以质量比2∶5复配时,可达到较好的亲水亲油平衡。复合乳化剂(EP-H/EP-PEG)占10%、乳化温度为60℃时,制得的环氧乳液性能最佳。与单一非离子乳化剂制得的水性环氧乳液相比,EP-H/EP-PEG所制备的乳液相反转固含量高(>70%)、乳化剂用量小、乳液粒径小、黏度低;固化后的涂膜光滑致密、热稳定性佳、综合力学性能好,其拉伸强度和压缩强度分别为31 MPa、72 MPa。     

反应型非离子水性环氧乳液的制备及性能

选用环氧树脂E-51、邻苯二甲酸酐(PA)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)为原料,合成了反应型非离子水性环氧树脂乳化剂,然后通过相反转法制备了水性环氧树脂乳液,研究了MPEG相对分子质量乳化剂用量对乳液稳定性和涂膜固化性能的影响。采用红外光谱(FT-IR)对乳化剂进行结构表征,通过透射电镜(TEM)观察了乳液中乳胶粒的形貌及其分布状态。结果表明:当MPEG相对分子质量为2 000,乳化剂用量为10%时,乳液稳定性良好,且制得的水性环氧树脂乳液的涂膜固化物具有优良的涂膜性能,铅笔硬度达2H,柔韧性为2 mm,耐冲击性达50 cm;耐水性优良。     

双组分水性环氧防腐涂料的研制

采用双酚A型环氧树脂与非离子表面活性剂反应,合成了反应型水性环氧乳化剂,将具有表面活性的分子链段引入到环氧树脂分子链中,用相反转技术制备水性环氧树脂乳液。为了改善乳液与固化剂的相容性,合成了聚醚型水性环氧树脂固化剂,用其制备的双组分水性环氧防腐涂料具有优异的机械性能、耐水性、耐盐水性及耐盐雾性。     

Synthesis and properties of cationic resins derived from polyether/polyester-modified epoxy resins

Four polyether and one polyester-modified cationic resins were synthesized by reacting polyether/polyester-modified epoxy resins with 2-ethylhexanol-blocked-toluene diisocyanate (2-EH-blocked TDI) and diethanolamine and subsequently neutralizing the resins with acetic acid. Four different polyethers and one polycaprolactone diol (PCP) were used to react with epoxy resin to form polyether-modified epoxy resins (1a–d) and polyester-modified epoxy resin (1e). The extent of reaction of epoxy resin and polyether or polyester was evaluated by the change of epoxy equivalent weight and the gel permeation chromatography curve of the resulting product. Cationic resins were dissolved in suitable solvents and were mixed with deionized water to form emulsions. Some factors, such as pH value of emulsion, solvent content, and applied voltage affecting the emulsion and electrodeposition properties, were investigated. Cationic resins, prepared from PPG (#1000)-modified epoxy resins, yielded a wider pH range of stable emulsion and also yielded deposited films with a pleasing appearance. PEG (#1000)-modified cationic resins produced a higher deposition yield, but higher throwing power was obtained by deposition of the PCP (#530)-modified cationic resins.     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸((DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,合成了环氧改性的水性聚氨酯乳液。研究了反应温度、乳化分散速度、中和度和环氧树脂的用量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明:当乳化分散速度为4 000~5 000 r/min,中和度为90%~95%,环氧树脂的添加量为4%~6%时,可得到性能较好的乳液。通过环氧树脂改性的水性聚氨酯涂膜具有硬度高、耐水性和力学性能好的特点。     

环氧树脂改性阳离子型水性聚氨酯的合成

为了提高水性阳离子聚氨酯涂膜的耐水性和力学性能,以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇、一缩二乙二醇、环氧树脂E-51、N-甲基二乙醇胺为主要原料,采用丙酮法合成出环氧树脂改性的阳离子聚氨酯乳液。研究了反应条件和配方对乳液及胶膜性能的影响。通过引入环氧树脂得到的涂膜耐水性大大提高。     

自乳化水性环氧涂料的研究

制备一种潜伏型的非离子自乳化环氧固化剂,用FT-IR验证了固化剂的结构并表征了其物理性质。用该固化剂制备出了粒径较小的水性环氧乳液及性能优异的涂料。讨论了含水量对乳液黏度、电导率的影响;分析了水性环氧涂料的固化机理,并建立了固化模型;考察了影响水性环氧涂料性能的因素。结果表明:利用潜伏型非离子自乳化环氧固化剂制备的涂料具有适宜的表干时间,优异的柔韧性、附着力、铅笔硬度、耐冲击性和热学性能。确定了制备自乳化水性环氧涂料的条件:最佳多元胺为二乙烯三胺,含水量为40%~50%,固化温度为40~50℃,胺氢与环氧基物质的量比为0.8∶1~1.0∶1,促进剂用量为1.0%~1.5%。     

Syntheses and properties of cationic amine–epoxy adducts and their use in electrodeposition: I. Diethanolamine/diethylamine terminated cationic epoxy with pendant 2-ethylhexanol-blocked TDI groups

Alkyl partially blocked toluene diisocyanate (PBTDI) and hydroxyl group-containing polyepoxide were mixed to produce a blocked TDI–epoxy resin and then reacted with secondary amine and treated with acetic acid to give a cationic resin. In this study, six cationic resins (IV-A and IV-B, two series) were synthesized from three diglycidyl ethers of bisphenol A with different epoxy equivalent weights of 508, 650, and 950, and two secondary amines (diethylamine and diethanolamine). Acetic acid was used as the neutralization agent and ethylene glycol mono-n-butyl ether (butyl cellosolve, BCS) and deionized water were utilized as the emulsion solvents. Some properties of electrodeposition, such as throwing power and rupture voltage, and some physical and chemical properties of the deposited films were investigated. It was found that the appearance of emulsion, deposition yields, and quality of the deposited films are strongly dependent on pH, BCS, and resin contents. To obtain suitable deposition properties and stable emulsions from IV-A and IV-B systems, the aqueous dispersion should meet the following conditions: pH, 5.5-6.0; BCS contents, 3.0–5.0 wt %; and resin concentration, 7.0–9.0 wt %. For both systems, the deposited films had good appearance, adhesion, hardness, and alkali reagent resistance. The salt spray resistance and acid resistance of films deposited from series III-A (epoxy resin formulations containing diethylamine) are superior to films deposited from series III-B (epoxy resin formulations containing diethanolamine).     

环氧树脂改性水性聚氨酯的合成研究

合成了环氧树脂E-44改性的水性聚氨酯（WPU）乳液。通过改变n（—NCO）/n（OH）的比值（R）和E-44的添加量,得到不同的乳液。对它们的各种性能加以对比得出最佳的R值为3,E-44的适宜添加量为7.5%（质量分数）,此时所合成的乳液的外观和稳定性较好,且耐水性和耐热性都得到较大改善。     

碳纳米管填料的静电自组装制备及在导电涂料中的应用

采用砂磨设备取代超声设备、阳/非离子表面活性剂复配分散碳纳米管,分散液与表面电负性的云母或二氧化钛复合,通过静电吸附作用自组装形成均匀稳定的复合物,制备出碳纳米管填料。探讨了碳纳米管填料在环氧涂料中的导电特性,对比了不同导电功能体涂料的防腐性能。提出碳纳米管导电填料在重防腐行业(如石油化工、煤炭工业)有广阔的应用前景。