提高水性聚氨酯耐水性的研究

为了制备耐水性能较好的水性聚氨酯(WPU),以聚酯二元醇(PBA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了WPU乳液,着重探讨了DMPA含量、R值[即n(-NCO)/n(-OH)]和交联剂对WPU胶膜耐水性能的影响。实验结果表明,当w(DMPA)=4%、R=1.5时,制得的WPU胶膜耐水性较好;采用不同的室温交联剂对WPU进行交联改性,当w(氮丙啶型交联剂A)=3%时(相对于WPU乳液干固量而言),WPU胶膜的吸水率降低至3%左右,并具有较好的持久耐水性。     

高性能水性聚氨酯胶粘剂的制备及应用

利用自制的聚酯多元醇PE-1合成了水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,考查了R值[n(-NCO)/n(-OH)]、环氧树脂(E-44)添加量以及后扩链度等对胶粘剂性能的影响。结果表明,合成的WPU胶粘剂具有良好的粘接力,可以应用于VCM覆膜板和铝木复合板的生产中。     

聚酯型水性聚氨酯油墨连接料的研究

以聚酯二元醇、二异氰酸酯和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,合成了聚酯型水性聚氨酯(WPU)乳液。研究了聚酯二元醇的种类、R值[R=n(-NCO)/n(-OH)]和DMPA用量等对WPU乳液的附着力、稳定性和T型剥离强度等影响。结果表明:以Pol-356(由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇聚合而成)为聚酯二元醇、端羟基聚酯多元醇(Pol-350)为小分子扩链剂,当w(DMPA)=9%、R值为1.200～1.225时,制成的WPU乳液固含量高、储存稳定性好,其对非极性BOPP(双向拉伸聚丙烯)薄膜等具有相对较高的附着力和T型剥离强度。     

卡基材料用水性聚氨酯覆膜胶的合成及应用

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚四氢呋喃二醇(PTMG)、二羟甲基丁酸(DMBA)和甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)等为主要原料,合成了卡基材料用阴离子型WPU(水性聚氨酯)覆膜胶。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备WPU覆膜胶的最优配方是初始R=n(-NCO)/n(-OH)=4、m(PPG):m(PTMG):m(PBA)=10:20:70、w(DMBA)=5.5%和w(HEMA)=4.5%(相对于预聚体用原料总质量而言),此时活泼的-NCO基已被封闭,羟基丙烯酸酯已成功引入到WPU大分子链中;与普通WPU覆膜胶相比,由最优配方制成的WPU覆膜胶的固含量(41%)较高、剥离强度较大且稳定性较佳,将其应用于卡基材料中,可得到高剥离强度和高耐湿热老化性能的覆膜色卡。     

蓖麻油改性无溶剂型双组分聚氨酯复膜胶

以蓖麻油、苯酐和二甘醇等为原料,经酯化、缩聚后,合成了蓖麻油改性聚酯多元醇,并以此作为复膜胶的固化剂;以MDI-50(二苯基甲烷二异氰酸酯)、PPG-2000/PPG400(聚醚二元醇)为原料,合成了端-NCO基聚氨酯(PU)预聚体,并以此作为复膜胶的主剂;将主剂和固化剂按一定比例混合后,制得无溶剂型双组分PU复膜胶。研究结果表明:当反应温度为45℃、反应时间为3 h和w(-NCO)=18%时,主剂的黏度、流动性相对最好;当双组分中n(-NCO)∶n(-OH)=1.9∶1、固化温度为50℃、固化时间为24 h和w(蓖麻油)=28.3%时,复膜胶的粘接性能相对最好,并且接近于进口同类产品。     

高固含量丙烯酸酯改性聚氨酯胶粘剂的研制

以聚醚多元醇、聚酯多元醇和蓖麻油为混合多元醇,以改性MDI(4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)及PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)为混合异氰酸酯,合成了聚氨酯(PU)胶粘剂预聚体;然后以PA(羟基丙烯酸酯树脂)作为PU预聚体的改性剂,制得高固含量的PUA(聚丙烯酸酯改性聚氨酯)胶粘剂。结果表明:当m(改性MDI)∶m(PAPI)=1∶1、n(-NCO)∶n(-OH)=2.2∶1、w(PA)=8%(相对于PU质量而言)和w(丙烯酸羟乙酯)=3%(相对于PU质量而言)时,PUA胶粘剂的综合性能较好。     

端-NCO支化聚酯/聚醚改性EP底涂剂制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、支化聚酯/聚醚多元醇等为主要原料,制备了端-NCO支化聚酯/聚醚;然后以此为环氧树脂(EP)的增韧改性剂,制备端-NCO支化聚酯/聚醚改性EP底涂剂。研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、硅烷偶联剂用量等对该底涂剂的粘接性能、表干时间、耐水性能和冲击性能等影响。结果表明:当R值为2.0、w(硅烷偶联剂)=2%时,该底涂剂的综合性能相对最好;此时底涂剂的表干时间(3.0 min)相对最短、底涂剂与基材之间的粘接强度(>3 MPa)相对最高且耐水性能(浸水后粘接强度降幅仅为4.68%)相对最好。     

光固化聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂的制备

以聚醚二元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为原料,合成了聚氨酯丙烯酸酯树脂.并以此为主体树脂,通过添加光引发剂、活性稀释剂、增塑剂和偶联剂等助剂制备光固化聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂.研究了HPA用量、活性稀释剂用量和n(-NCO):n(-OH)比值等因素对胶粘剂性能的影响.实验结果表明,当w(活性稀释剂)=50%～60%、w(HPA)=10%～15%、w(偶联剂)=3%～5%、w(光引发剂)=0.2%～0.5%、w(增塑剂)=1S%～20%和,n(-NCO):n(-OH)=0.95:1时,胶粘剂的综合性能较好.     

水性聚氨酯压敏胶的合成及其性能表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(N220、N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料制得了环保交联型水性聚氨酯(WPU)压敏胶,讨论了n(-NCO)/n(-OH)比值、交联剂用量以及聚醚相对分子质量大小对该压敏胶性能的影响。研究结果表明,由N220合成的WPU压敏胶的初粘力优于由N210合成的WPU压敏胶;随着n(-NCO)/n(聚醚中-OH)比值的减小,压敏胶的初粘力提高,持粘力呈先降后增再降的趋势;适度的交联可以提高压敏胶的粘接强度;当n(-NCO)∶n(聚醚中-OH)为2.5∶1、n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)为1∶3.0时,压敏胶的综合性能优异,初粘力达到13号钢球,持粘力达到23.1h,180°剥离强度达到20.14N/(20mm)。     

丙烯酸酯类低聚物改性水性聚氨酯压敏胶的性能研究

以聚醚多元醇和IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)为主要原料,以自制的DJW-330(丙烯酸酯类低聚物)为WPU(水性聚氨酯)乳液的化学改性剂,采用自乳化法合成了性能良好的改性WPUA(水性聚氨酯丙烯酸酯)乳液。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=0.95、w(DJW-330)=1.4%时,改性WPUA乳液的稳定性较好,其粒径分布变宽,耐热性略高于未改性WPU乳液;由于DJW-330与WPU分子间是以化学键的形式结合,故此时改性WPUA压敏胶的初粘力(14#号球)、持粘力(100 min)和180°剥离强度(5.38 N/cm)同时达到最大值。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(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,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.     

高固含量聚醚型水性聚氨酯的合成与影响因素

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六次甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段、聚醚(N-220)为软段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性物质、乙二胺为后扩链剂和三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂等,合成了高固含量的聚醚型水性聚氨酯(WPU)乳液。采用衰减全反射红外光谱(ATR)对其结构进行了表征,并探讨了溶剂(丙酮)和DMPA含量、反应过程中预聚体的黏稠度、扩链剂的加料顺序和扩链时间等因素对WPU乳液固含量的影响。实验结果表明,在保持其他条件不变的情况下,即n(-NCO)∶n(-OH)=1.2∶1、m(HDI)∶m(IPDI)=2∶1和n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)=1∶4、w(DMPA)=1.5%(相对于树脂而言)且w(丙酮)=50.4%～75.5%(相对于树脂而言)时,在预聚反应过程中,若体系较稀(即黏度较低),在乳化时先加入乙二胺,待反应4～7min后再加入水,如此易制得稳定的高固含量(40%～46%)聚醚型WPU乳液。     

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。     

硬段含量对水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,合成了阴离子型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了聚氨酯(PU)分子链中硬段含量对其性能的影响。结果表明:随着PU分子链中硬段含量的不断增加,硬段的Tg(玻璃化转变温度)上升,但软段的Tg呈先升后降态势,WPU的外观由半透明泛蓝光转变为乳白色不透明(稳定性变差),并且WPU的黏度、耐水性和T型剥离强度均呈先升后降态势;当WPU中w(硬段)=22.79%时,相应WPU的综合性能相对最好,用其胶接聚酰胺(PA)/聚丙烯(PP)复合薄膜的T型剥离强度达到0.488 kN/m。     

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。     

紫外光固化水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及其稳定性研究

以多异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯(HEA)、多羟基含氟丙烯酸酯树脂、丁二酸酐(SAA)和三乙胺(TEA)等为主要原料,合成了紫外光固化的含氟WPUA(水性聚氨酯丙烯酸酯)乳液。采用红外光谱(FT-IR)法和核磁共振氢谱(1H-NMR)法对该产物结构进行了表征,并采用热重分析(TGA)法对产物热稳定性进行了研究。结果表明:当n(-NCO)∶n(TEA)=2∶0.5、n(-NCO)∶n(HEA)=2∶1.5、固含量为50%、剪切速率为2 000 r/min和剪切时间为25 min时,WPUA乳液具有较高的机械稳定性和冻融稳定性;此时WPUA涂膜的综合性能较好,其铅笔硬度为3H、柔韧性为1 mm、光泽度为125且水接触角为72°。     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-128)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,制备环氧改性水性聚氨酯乳液。研究预聚体中的—NCO和—OH物质的量之比(R)及小分子扩链剂、亲水扩链剂、环氧树脂的加入量,对粒径、黏度、贮存稳定性和涂膜耐水性的影响。实验结果表明:预聚体中R值为6～7;小分子扩链剂BDO用量为7%～8%;亲水扩链剂DMPA的用量为6%～7%;环氧树脂添加量为6%～7%时,乳液外观及稳定性最好,涂膜的耐水性能优异,可以作为一种性能优异的涂料用水性聚氨酯树脂。     

水性聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯杂化乳液的合成

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)和二羟甲丙酸(DMPA)合成了水性聚氨酯分散体(WPU),讨论了PPG摩尔质量,NCO/OH及PPG/DMPA比例对WPU乳液和涂膜性能的影响。以WPU为种子与甲基丙烯酸甲酯进行乳液聚合制备杂化乳液,研究了不同PU/PMMA物质的量比例对杂化乳液及涂膜性能的影响,并采用TEM对WPU及杂化乳液粒子进行了表征。结果表明,在以PPG1000为原料,NCO与OH物质的量比为1.4∶1,PPG与DMPA物质的量比为1∶0.8条件下制备的WPU杂化乳液,随着PMMA比例增加,杂化乳液的稳定性和成膜性变差,聚合物膜断裂伸长率降低,但铅笔硬度、耐水性及耐乙醇性均得到了改善。     

蓖麻油改性聚醚型水性聚氨酯乳液的性能

以聚醚、甲苯二异氰酸酯(TDI)、一缩二乙二醇、蓖麻油为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三乙胺为中和剂制备了稳定的阴离子水性聚氨酯乳液(WPU),研究了NCO/OH摩尔比、DMPA及蓖麻油的加入量对WPU的耐水性、稳定性和力学性能的影响,结果表明:改性后的乳液具有较好的稳定性,适量的蓖麻油可提高胶膜的拉伸强度及耐水性。当聚醚与蓖麻油质量比为7︰3、DMPA为5%、NCO与OH摩尔比为1.3时,WPU综合性能最好。