基于二聚酸多元醇的高固含量聚氨酯分散体的合成及乳液性能

以二聚酸二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、异佛二酮二异氰酸酯(IPDI)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)为原料,采用预聚直接分散法合成了固含量50%以上的聚氨酯分散体(PUD)。研究结果表明,PUD平均粒径多为100 nm~110nm,粒径多分布于50 nm~200nm范围内,羧基和TMP含量的增加使胶粒粒径变小。透射电镜(TEM)表征显示分散体胶粒呈多分散性。PUD的黏度随剪切速率的增加而先增大,随后保持稳定,最后减小。     

硬段含量对阴/非离子型水性聚氨酯性能影响的研究

以二羟甲基丁酸(DMBA)、聚乙二醇(PEG)为亲水单体,聚氧化丙烯二醇(PPG)为多元醇组分、甲苯二异氰酸酯(TDI)为异氰酸酯组分,采用预聚体法合成了一系列阴/非离子型水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、傅里叶变换红外光谱仪、粒径测试、表面张力测试等分析表征手段研究了硬段含量对阴/非离子型WPU乳液及胶膜性能的影响。结果表明:随着硬段含量的提高,WPU乳液粒径逐渐增加,黏度逐渐下降,表面张力逐渐增大;WPU胶膜的拉伸强度逐渐提高,断裂伸长率逐渐减小。     

聚氨酯预聚体分散体胶粒的形成与扩链

以聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为原料合成了固含量40%的聚氨酯分散体。采用激光粒度分析仪测试了预聚体分散体胶粒形成和扩链过程中的平均粒径和粒径分布,透射电镜(TEM)表征了胶粒的形态结构。结果表明,预聚体分散体中可能存在理想胶粒、活性胶粒、可再分散胶粒,理想胶粒中的NCO处于胶粒内部,活性胶粒中的NCO处于胶粒的内部和表面;分散和扩链反应中活性胶粒之间的反应使胶粒粗化和呈双峰分布;提高预聚体nNCO/nOH、COOH%,预聚体分散体中活性胶粒增加;TEM显示聚氨酯分散体胶粒主要呈球形,部分呈不规则形态。     

聚氨酯预聚体分散体胶粒的形成与扩链EI北大核心

以聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)为原料合成了固含量40%的聚氨酯分散体。采用激光粒度分析仪测试了预聚体分散体胶粒形成和扩链过程中的平均粒径和粒径分布,透射电镜(TEM)表征了胶粒的形态结构。结果表明,预聚体分散体中可能存在理想胶粒、活性胶粒、可再分散胶粒,理想胶粒中的NCO处于胶粒内部,活性胶粒中的NCO处于胶粒的内部和表面;分散和扩链反应中活性胶粒之间的反应使胶粒粗化和呈双峰分布;提高预聚体nNCO/nOH、COOH%,预聚体分散体中活性胶粒增加;TEM显示聚氨酯分散体胶粒主要呈球形,部分呈不规则形态。     

非离子型水性环氧树脂乳液的合成与性能研究

在双酚A型环氧树脂中引入非离子型亲水链段,并通过相反转技术制备水性环氧树脂乳液。用正交软件设计了四因素三水平的正交实验,考查了乳液稳定性与粒径大小对结果的影响;通过环氧值的变化确定了合成改性环氧树脂的最佳反应温度、催化剂用量。红外光谱证实了环氧基与醇羟基发生了反应,形成了大量的醚键亲水基团;扫描电镜显示了水性环氧树脂乳液颗粒为均匀球状;激光散射法测得乳液的粒径为200nm左右。由此成功制备了非离子型水性环氧树脂乳液。     

扩链剂和扩链度对高固含量聚氨酯分散体及其膜性能的影响

以磺酸盐聚醚二元醇(SPPG)作为亲水单体,分别用不同结构的扩链剂,采用丙酮法合成了固含量50%左右的聚氨酯分散体(PUD),研究了扩链剂和扩链度对PUD性能的影响。结果表明,乙二胺和己二胺扩链生成的PUD平均粒径较哌嗪和异佛尔酮二胺的小,粒径分布多呈二元分布;PUD的ζ电位处于-42mV～-60mV之间,具有优异的稳定性;PUD胶膜的断裂伸长率大于2000%,己二胺扩链生成的PUD断裂伸长率最大,吸水率最小;动态力学分析表明哌嗪和己二胺PUD胶膜的玻璃化温度在-35℃左右,己二胺的玻璃化温度略高于哌嗪。     

无皂苯丙乳液的合成及性能研究

在少量甲基丙烯酸钠盐的存在下,成功合成了具有高稳定性、高透明性的聚(苯乙烯／丙烯酸丁酯)P(St／BA)无皂共聚乳液。同时．本文还对不同配方的乳液及其涂膜的综合性能进行了研究,总结了组成与性能之间的对应关系。其中,着重讨论了单体组成与乳液表面能、乳胶粒尺寸之间的关系。结果表明,随单体配比中St含量的增加。乳液接触角和乳胶粒粒径减小。乳胶粒具有均一的尺寸,并显示出明显的核壳结构。本文通过对苯丙无皂乳液组成与性能关系的研究,积累了一定量的理论数据,为无皂乳液产品的进一步开发提供了条件。     

环氧改性水性聚氨酯的合成及因素分析

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇2000(PPG2000)、2,2-双(羟甲基)丙酸(DMPA)为主要原料合成预聚体,环氧树脂(E44)开环合成环氧改性水性聚氨酯(EWPU),考察了不同影响因素对EWPU乳液及胶膜性能的影响。首先,通过FT-IR证实了环氧改性水性聚氨酯的合成;然后,经过TG测试证明了改性后水性聚氨酯耐热性能优于水性聚氨酯;最后详细探究了DMPA量、—NCO与—OH的摩尔比(R值)、硬单体配比以及环氧量对EWPU乳液粒径、贮存稳定性、涂膜耐水性、涂膜耐磨性和力学性能的影响。结果表明,当DMPA量为5%、R值为1.5、硬单体配比为35%、EP量为8%时,EWPU乳液的综合性能最优。     

水性氟碳涂料的制备及其性能

核壳型氟代聚丙烯酸酯乳液、丙烯酸树脂、纳米粒子构成的氟碳涂料所得涂层具有优良的自清洁性能,过去对其研究不够。以过硫酸铵为引发剂,阴/非离子表面活性剂为复合乳化剂,采用半连续种子乳液共聚法,将丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPMS)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)于水相中制备了一种核壳型含氟硅聚丙烯酸酯乳液,与丙烯酸树脂、纳米TiO2等制备了氟碳涂料。利用红外光谱(IR)和透射电镜(TEM)对乳液主组分结构、乳胶粒形貌及粒径大小进行了表征和分析,考察了固化温度、乳液用量对涂层性能的影响。结果表明:合成乳液的乳胶粒呈规则球状,具有核壳结构,平均粒径约为100 nm;当乳液用量为45 g、固化温度为160℃时,所得涂层性能最佳,与水的接触角达133°,具有较好的自清洁性。     

硅溶胶存在下的聚丙烯酸酯无皂乳液聚合

采用无皂乳液聚合法合成了粒径分布单一的硅溶胶/聚丙烯酸酯复合乳液。讨论了硅溶胶对无皂乳液聚合成核过程、乳胶粒粒径及其分布、乳液稳定性的影响。结果表明,硅溶胶的加入减小了乳胶粒粒径,并且对乳液有稳定作用。通过透射电镜(TEM)对复合乳胶粒结构进行观察,表明乳胶粒具有两相复合结构。结合实验结果,提出了该体系无机有机两相复合机理,即无皂乳液聚合初期的聚丙烯酸酯初始微粒不稳定,易与硅溶胶粒子聚并。     

一种碳纳米管掺杂改性聚氨酯水性分散体的制备与性能研究

采用化学改性方法研制了一种碳纳米管掺杂改性的聚氨酯水性分散体,并采用扫描电镜、激光粒径分析、紫外-可见光吸收和热失重等测试手段对该新型聚氨酯水性分散体的性能进行研究.实验结果表明,该聚氨酯水性分散体具有良好的室温贮存稳定性,碳纳米管与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应,碳纳米管的掺杂改性能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,同时该聚合物涂膜在可见光区的透过率仍然能够达到80%以上,而在紫外光区的透过率则明显降低.     

改性M-CMHPC增稠PVA乳液体系的流变特性

用旋转粘度计研究了改性羧甲基羟丙基纤维素(M-CMHPC)增稠聚醋酸乙烯(PVA)乳液体系的流变特性。与离子型羧甲基纤维素和非离子型羟乙基纤维素相比较,在实验的增稠剂浓度范围内,改性M-CMHPC增稠PVA乳液体系呈现非牛顿流体Bingham塑性流型,具有较明显的屈服值、塑性粘度和触变性。     

非离子型水性环氧树脂乳液的研制及性能研究

采用环氧树脂E-51与不同分子质量的聚乙二醇(PEG)反应合成一系列高分子非离子型环氧树脂乳化剂,并采用相反转法制备水性环氧树脂乳液,考查了PEG分子质量、E-51与PEG摩尔比、反应时间、乳化剂用量及乳化条件对水性环氧树脂乳液的黏度、稳定性、粒径的影响。结果表明:以过硫酸钾为引发剂,n(E-51)∶n(PEG-2000)=1∶1,在180℃下反应4h合成的乳化剂具有较好的乳化效果;乳化剂用量为20%,乳化温度60℃,分散机转速为3000r/min时,乳液粒径可达1.026μm且分布较窄,乳液黏度适中,具有较好的离心稳定性和储存稳定性。     

磺酸盐型水性环氧分散体的制备与性能

采用氨基磺酸盐(IPDA-SO3Na)为亲水单体,聚醚多胺(D-230)为扩链剂与环氧树脂(E-44)反应制备了磺酸盐型水性环氧分散体。研究了E-44与IPDA-SO3Na反应的反应温度和时间、亲水单体用量、扩链R值分别对分散体粒径和稳定性的影响。结果表明,随着亲水单体含量的增加,分散体平均粒径变小,粒径分布变窄,黏度增加;R值增大,分散体平均粒径增大,粒径分布变宽,黏度降低。由此分散体制备的双组分水性环氧涂料的适用期较长(4h-6h),并具有良好的涂膜性能。     

功能化介孔SiO2改性水性丙烯酸树脂的制备与性能

以溶胶-凝胶-模板技术制备了小粒径介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs),进一步接枝甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备出乙烯基硅单体(Vs)。以丙烯酸酯类单体为原料与Vs共聚，制备了一系列Vs改性水性丙烯酸树脂。采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电镜(TEM)等手段对改性树脂及树脂膜材料进行了表征，并测试了胶乳的贮存稳定性及胶膜的硬度、附着力等性能。结果表明：介孔二氧化硅纳米粒子表面接枝率可达到19.2%;制备的Vs改性树脂乳液粒径均一，胶乳分散性好，经过6个月静态储存基本稳定。当Vs加入量达到1%时，改性丙烯酸树脂胶膜性能最佳，硬度达到3H,附着力1级，涂膜拉伸强度达到7.4MPa,水接触角91.7°。     

一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学方法制备了一种中空二氧化硅微球掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用扫描电镜、投射电镜、热失重、紫外-可见光吸收和涂膜力学性能等测试手段对该中空二氧化硅微球掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行研究.实验结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能,中空二氧化硅微球与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应.中空二氧化硅微球的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力.     

涂料用有机硅、环氧复合改性水性聚氨酯的制备

选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,用双酚A型环氧树脂和氨基硅烷复合改性制备水性聚氨酯。研究了体系中n(—NCO)∶n(—OH)、DMPA用量、环氧树脂与氨基硅烷的配比对乳液及涂膜的影响,并通过傅里叶红外光谱仪、粒径分析仪、接触角仪和热重分析仪(TGA)对乳液及涂膜进行了表征。结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)为1.5∶1,DMPA用量为5%~7%,环氧树脂添加量为8%,氨基硅烷的用量为4%时,乳液外观及稳定性好,平均粒径为24.56nm;涂膜硬度达2H,吸水率仅为2.3%,耐热性显著提高;综合性能优异,可作为防腐蚀涂料用树脂,应用于多领域。     

双酚A改性UV固化水性聚氨酯涂料的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG,Mw=600)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,双酚A作扩链剂,在UV光固化水性聚氨酯大分子链中引入刚性芳环结构来改善涂膜的耐热性,产物结构经FT-IR证实。研究了DMPA含量、IPDI/PEG600摩尔比以及双酚A改性对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,DMPA用量5.76%后,乳液贮存稳定期可6个月;随着DMPA用量从5.76%增加到9.04%时,乳液的平均粒径随DMPA含量的增大而变小,其值从90.16μm减小到43.30μm;IPDI/PEG600摩尔比3.4时,涂膜外观及其涂膜性能较好;经双酚A扩链改性后的UVWPU固化膜的铅笔硬度为H、附着力1级、5%失重温度为233℃,较改性前提高了14℃,玻璃化转变温度提高了7.07℃,涂膜的附着力、铅笔硬度均得到了提高,涂膜在100℃条件下烘烤200h无变化。     

扩链增韧环氧树脂水分散乳液的制备及性能

采用聚丙二醇对高相对分子量环氧树脂E-20进行扩链增韧,即而丙烯酸类极性单体进行自由基接枝共聚合,制备了增韧改性的环氧树脂水分散乳液。利用ZETA电位分析仪、差示扫描量热法和热重分析等对其乳液的粒径与分布、稀释行为,改性树脂的玻璃化转变温度、耐热性能及力学性能进行了测定与分析。结果表明,水分散乳液粒径随着改性树脂中羧基中和程度的增加而减小,其稀释行为与溶剂分散体系明显不同;当作为固化涂膜材料时,比较改性环氧树脂与未改性树脂,其柔韧性和耐热性能均有显著提高。     

磺酸盐型UV固化聚氨酯分散体的制备与表征

以聚碳酸酯二元醇、季戊四醇三丙烯酸酯、磺酸盐聚醚二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、环氧丙烯酸酯等原料制备了固含量约36%的磺酸盐型UV固化聚氨酯分散体和环氧丙烯酸酯改性的UV固化聚氨酯分散体(UV-PUDs)。研究表明,分散体的平均粒径处于68nm~290nm之间,粒径分布多处于50nm~300nm之间。随亲水基团含量的减少,R值(n(-NCO)/n(-OH))的增大,环氧丙烯酸酯添加量的增多,分散体平均粒径增大,黏度减小。透射电镜(TEM)显示,分散体胶粒呈球形结构,大小不一。分散体配成涂料后,光泽度可达94,铅笔硬度可达2H,耐水性优良。添加环氧丙烯酸酯可以提高漆膜的光泽度、耐水性、硬度等性能。