内交联水性聚氨酯脲的制备及性能表征

以二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、乙二胺作为硬段,聚醚多元醇(GE220)为软段,以蓖麻油(CA)和三羟甲基丙烷(TMP)多元醇为内交联剂,制备了两个系列的交联型水性聚氨酯脲(PUU)分散液,测定了PUU水分散液及其膜的物理性能和力学性能.结果表明,与未交联的PUU水分散液相比,交联型PUU表现出较好的疏水性能,吸水率从52.4%下降到12.0%,力学性能也有较大程度的提高.随交联剂用量的增加,尽管水分散液的粒径略有增加,但成膜后的耐水性增强,力学性能提高.     

可再生原料为交联剂制备水性聚氨酯脲

以二苯基甲烷二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为硬段,聚氧化丙烯二元醇(GE210)为软段,乙二胺(EDA)为扩链剂,制备了具有良好分散性的阴离子水性聚氨酯脲(PUU)分散液。并用可再生的氧化玉米淀粉对其进行了交联改性。测试结果表明,加入氧化交联淀粉后,水性PUU分散液的表面张力增加,成膜后的力学性能得到改善。同时随氧化淀粉用量的增大,水性PUU膜的拉伸强度也逐渐增大。     

以二聚脂肪酸聚酯二元醇为软段合成水性聚氨酯-脲

以C36二聚脂肪酸聚酯二元醇为软段,合成了一系列贮存稳定性优异的聚氨酯-脲(PUU)水分散液。与由己二酸聚酯二元醇制备的PUU水分散液相比,这类PUU水分散液的粒径减小,成膜后的耐水性和力学性能明显提高,其中硬段质量分数为35%的水分散液(DPU 35)成膜后的吸水率最低,仅为1. 3%。进一步在DPU 35中添加少量的含氟聚丙烯酸酯乳液,发现水在这种改性PUU膜表面的接触角上升到96°,表现出良好的疏水性,材料的力学性能也更高。     

PU/BA-HEMA互穿网络型聚合物的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）为硬段,聚醚多元醇（N220）为软段,以丙烯酸丁酯（BA）和甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）改性,制备了水性聚氨酯（PU）分散液,测定了水分散液及其膜的物理性能和力学性能。结果表明,与未改性的PU水分散液相比,改性聚氨酯水分散液的粒径均有所增大,表面张力减小,力学性能和硬度提高。HEMA 的引入,形成了具有化学交联的核-壳互穿网络结构的聚合物,说明改性材料中分子链硬段与PA分子链具有较高的相容性。     

羟烃基聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成

以二(4-羟基丁基)四甲基二硅氧烷(HT)为封端剂,以四甲基氢氧化铵为催化剂,通过八甲基环四硅氧烷(D_4)开环聚合,制备了不同相对分子质量的羟烃基聚硅氧烷;以聚醚、二苯甲烷二异氰酸酯、羟烃基聚硅氧烷为原料,1,4丁二醇为扩链剂,二羟甲基丙酸为亲水性扩链剂,合成了系列羟烃基聚硅氧烷改性水性聚氨酯(WPU)分散体。考察了羟烃基聚硅氧烷相对分子质量及用量对WPU乳孔液的稳定性、乳液粒径以及胶膜涂层硬度和附着力的影响。结果表明:羟烃基聚硅氧烷改性WPU乳孔液分散稳定性优异,在聚碳酸酯板上涂膜的附着力良好,而硬度范围的跨度相当大(2H~6B);涂膜的综合性能以n(HT):n(D_4)为1:8的羟烃基聚硅氧烷质量分数约为4%时最佳,附着力达到ASTM 5B,硬度为H。     

含氟聚硅氧烷对大豆油基水性聚氨酯性能的影响

以大豆油基多元醇(MESO)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和2,2-二羟甲基丙酰氧基丙磺酸钠(DMPPS-Na)为原料,采用丙酮法制备了大豆油基磺酸型水性聚氨酯预聚体,再以聚三氟丙基甲基硅氧烷(PTFPMS)为改性剂,制备了含氟聚硅氧烷改性水性聚氨酯,探讨了PTFPMS的含量对水性聚氨酯性能的影响。实验结果表明:当PTFPMS含量为4%时,和未改性的水性聚氨酯相比,胶膜的表面水接触角从76°提高到了92.5°,吸水率从14%下降到了7.02%,拉伸强度达最大值,热稳定性提高。     

脂肪族水性聚氨酯脲的改性研究

采用原位聚合法,通过聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸反应合成聚氨酯预聚体,以有机硅单体和乙二胺为扩链剂,得到有机硅改性的脂肪族水性聚氨酯脲分散液.改性后的水分散液呈蓝光透明或乳白色,且稳定性良好.与未改性聚氨酯脲相比,改性后聚氨酯脲水分散液的粒径有所增大,但粒径分布基本不变.改性水分散液成膜后的热稳定和冻融...     

超支化结构对水性聚氨酯脲分散液性能的影响

通过聚氧化丙烯二元醇(GE220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPD I)和端羟基超支化聚酯(HBP)反应合成了聚氨酯(PU)预聚体,然后以乙二胺(EDA)为扩链剂,合成了一系列不同HBP含量的聚氨酯脲(HPUU)水分散液,讨论了HBP用量对其性能的影响。结果表明,与不含HBP的水性PUU分散液相比,引入交联结构后,所有的HPUU水分散液的粒径和表面张力稍有增大,粘度从39.29 mPa.s降到25.73 mPa.s,水分散液的高温和冻融稳定性基本不变。     

双硫键和双硒键在自修复聚氨酯脲弹性体中的应用

为解决自修复聚氨酯脲(PUU)弹性体兼具高修复效率和优异力学性能的问题,提出在PUU弹性体主链引入动态双硫键或双硒键。以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,分别以胱胺(CY)、硒代胱胺(SeCY)和1,6-己二胺(HDA)为扩链剂,通过溶液法制备3种PUU弹性体,即含动态双硫键的PUU试样(SPU)、含动态双硒键的PUU试样(SePU)和对照组PUU试样(CPU)。通过红外、X射线衍射、拉伸测试、光学显微、热分析等对3种试样的结构和性能进行表征。结果表明,SPU的力学性能和自修复性能达到较好的平衡,拉伸强度和断裂伸长率分别达到53.1 MPa和400.5%,80℃修复12 h后的自修复效率分别为87.2%和75.7%;SePU具有最优的自修复性能,80℃修复12 h后的自修复效率达到98.9%和95.3%。     

IPDI型水性聚氨酯预聚体水分散性及乳液成膜物力学性能的研究

以自制不同相对分子质最的聚已二酸-新戊二醇酯二醇(PNA型聚酯二醇)和异佛尔酮二异氰酸酯(IP-DI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,水合肼为扩链剂,制备了IPDI型的水性聚氨酯乳液.研究了PNA聚酯二醇相对分子质量对IPDI型预聚体黏度和水分散性的影响.实验结果表明,将PNA聚酯二醇的相对分子质量控制在1 400以下时,用低相对分子质量的PNA与IPDI的预聚体具有黏度低、易于水分散的特点,可以实现水分散时不加或少加有机溶剂降黏的目的;利用万能材料试验机、XRD、FT-IR和差示扫描量热仪等仪器对所得乳液成膜物的力学性能进行了测试,结果表明:用低相对分子质量的(＜1 400)PNA合成的IPDI型乳液的成膜物力学性能可以满足应用的要求.     

Polyurethaneurea aqueous dispersions prepared with diethyltoluenediamine as chain extender

A series of polyurethaneurea (PUU) aqueous dispersions either with diethyltoluenediamine (DETDA) or ethylenediamine (EDA) as chain extender were prepared with polyester polyol, isophorone diisocyanate and dimethylol propionic acid (DMPA), and characterized. It was found that the physical properties of the PUU aqueous dispersions prepared with DETDA were similar to or better than those prepared with EDA. Compared with the EDA-extended waterborne PUU films, the water resistance and the mechanical properties of the DETDA-extended waterborne PUU films were enhanced appreciably; these enhancements are attributed to the strong hydrogen bonding in urea carbonyl groups and the ordered structure of hard segments in the systems. The DETDA-extended PUU film with 40 wt.% of hard segment and 4.0 wt.% of DMPA unit showed the lowest water-absorbing amount (2.6 wt.%) over all PUU films studied. The hydrophobic surface of the DETDA-extended PUU film modified with a small amount of aminoethylaminopropyl polydimethylsiloxane (AEAPS) was observed and its hydrophobicity was enhanced by increasing the AEAPS content further.     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的合成及胶膜性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚碳酸酯二醇（PCDL）、二羟甲基丙酸（DMPA）三乙胺（TEA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）为原料,采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯-丙烯酸酯（WPUA）复合乳液。考察了聚氨酯（PU ）含量、m(MMA):m(BA)、初始-NCO与-OH物质的量之比等因素对WPUA复合乳液及其胶膜性能的影响。结果显示,当w(PU)质量分数为80%、初始n(-NCO):n(-OH)=6.0、w(DMPA)=5%、m(MMA):m(BA)=4:6时,所得WPUA乳液性能稳定,其胶膜吸水率降低至9.80%,相比较未改性的聚氨酯胶膜的吸水率24.75%,其吸水率降低了60.4%;改性胶膜的拉伸强度达到28.9MPa,是未改性聚氨酯胶膜的1.53倍,制备出了性能稳定、具有优异耐水性和物理机械性能的WPUA复合乳液。     

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。     

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。     

多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、甲基丙烯酸羟乙酯(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料合成了具有高交联度的多官能度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水乳液。采用国标GB12009.4—89,FT-IR,13C NMR,DMA,AFM等方法对PUA预聚体合成过程和聚合物乳液(涂膜)进行了测试和表征,考察了n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)、DMPA质量分数、pH值等对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,随着丙三醇质量分数增大,PUA光固化速率、耐溶剂性、膜硬度提高、吸水率降低;随着DMPA质量分数的增加,PUA涂膜硬度、吸水率增强,乳胶粒径越来越小;随着中和度增大,乳液逐渐由云雾状趋向透明,粘度下降。当n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)=9∶6∶1,w(丙三醇)=2%左右,DMPA质量分数为4.6%,中和度为90%时,乳液储存稳定(30 d),涂膜光固化速率达到7 s,附着力为1,硬度为3 H,耐水性、耐化学品性更佳。     

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。     

高固含量水性聚氨酯分散体的合成

引　言水性聚氨酯是水溶型、水分散型和水乳化型聚氨酯的统称 .水性聚氨酯与溶剂型相比较 ,具有生产、运输和使用安全 ,不污染环境的优点 ,在涂料、黏合剂和皮革涂饰剂等方面的应用备受重视[1] ,成为近 10年来全世界的研究热点 .水性聚氨酯的弱点是其制成的涂料和涂饰剂的机械性能、耐水性不如溶剂型聚氨酯 .克服这些弱点 ,是近年来各国研究者努力的方向[2 ] .在改善水性聚氨酯性能方面有大量研究报道 ,诸如降低亲水基团含量 ,增大乳液粒径 ,采用强力机械分散增加乳液贮存稳定性 ,改善乳液对涂膜基材表面的润湿性、黏附力等等[3] .但很少见…     

环氧改性蓖麻油基水性聚氨酯树脂的结构与性能

用蓖麻油（CO）、聚四氢呋喃醚二醇（PTHF）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、环氧树脂（E—12）合成了水基聚氨酯树脂，去离子水乳化得到蓖麻油交联改性和环氧复合改性的水性聚氨酯乳液。通过拉伸、TG等测试手段表征了乳液的机械性能、热性能及耐化学品性能。结果显示：当蓖麻油的添加量为7．1％，环氧树脂含量为13．7％时，材料的机械性能达到最佳，环氧树脂的引入明显改善了材料的耐水性和耐温性，如耐水性达到120h无异常，耐沸水15min无变化。     

改性水性聚氨酯汽车内饰胶的合成

采用丙酮法,并以聚醚二元醇(N220)、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,制备了聚氨酯(PU)预聚体;然后以丙烯酸酯为改性剂合成出水性聚氨酯(WPU)乳液。实验结果表明,当w(丙烯酸酯单体)=25%、w(DMPA)=3.8%时,可得到高性能的改性WPU乳液;由该乳液制得的胶粘剂可以满足汽车内饰材料的粘接要求。     

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。