阴离子型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以聚醚二元醇（N220）和甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料,以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂,1,4-丁二醇（BDO）和乙二胺（EDA）为小分子扩链剂,三乙胺（TEA）为中和剂制备一系列不同配方组成的水性聚氨酯乳液。研究亲水扩链剂含量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明：DMPA的含量在4%~8%之间可获得比较稳定的乳液。随着DMPA含量的增加,乳液的粒径逐渐减小,粒径分布变窄,胶膜的吸水率增加,拉伸强度增大,断裂伸长率减小。综合考虑,DMPA的含量为6%时,胶膜性能较好。DSC分析表明,随着DMPA含量的增加,水性聚氨酯微相分离的程度增大。扫描电子显微镜（SEM）测试,可以清楚看到分布均匀的纳米水性聚氨酯球形粒子。     

有机硅改性双组分水性聚氨酯的制备与性能

采用端羟丙基聚硅氧烷(DHPDMS)为改性剂,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)以及三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,通过预聚体法制备了聚氨酯多元醇水分散体系(SiHPUA),并与亲水改性多异氰酸酯固化剂配制成有机硅改性双组分水性聚氨酯(Si-2KWPU)。利用FTIR、1HNMR、XRD与TGA分别对聚合物结构与性能进行表征,研究了有机硅含量对多元醇水分散体和2KWPU涂膜性能的影响。结果表明,随着有机硅含量的增加,聚氨酯多元醇水分散体的粒径增大,黏度降低,涂膜的吸水率和拉伸强度下降,接触角和断裂伸长率升高。当体系中有机硅质量分数为5%时,涂膜的综合性能最佳,吸水率和接触角分别为6.2%、94.96°;热分解温度为272℃时,质量损失为5%。     

内交联型水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究

本文在控制一定环境温度以及反应时间前提下,在水性聚氨酯中加入-NCO与三甲基丙烷、丙酮等材料,制备出了内交联型水性聚氨酯胶粘剂,并测试了该胶膜及乳液的性能组状况,得出如下结论:(1)胶粘剂粘结强度、稳定性以及固含量等方面考虑应使DMPA含量把持在5%;(2)在不同TMP含量下胶黏剂乳液外观均呈透明状,热稳定性均较好,固含量维持在25%左右;(3)乳液旋转粘度随TMP含量增大而减小;(4)TMP含量为1%时胶膜吸水率最小,剥离强度最大。     

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。     

建筑涂料用水性聚氨酯乳液的合成

通过正交试验和单因素试验确定了水性聚氨酯(WPU)的合成工艺条件:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚丙二醇(PPG-1000)的反应条件为85°C/2h,加入二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4丁二醇(BDO)后的反应条件为80°C/2h,n(─NCO)/n(─OH)=(3.8～4.6)∶1,DMPA质量分数为5%～6%,BDO质量分数为8%～9%。通过红外光谱对合成的产物进行了表征,发现异氰酸酯基特征峰消失,氨基甲酸酯键吸收峰形成,说明合成了水性聚氨酯。所合成的水性聚氨酯乳液固含量为34%,具有较好的贮存稳定性。所得涂膜吸水率低(为15%),其耐水、耐碱和耐洗刷性能良好。     

水性聚氨酯防水透湿涂层剂的合成与应用

选择聚酯和聚醚混合二元醇,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),二羟甲基丙酸(DMPA),三乙胺(TEA)为主要原料,合成水性聚氨酯防水透湿涂层剂乳液。讨论了R值,DMPA用量,聚酯聚醚比例对薄膜吸水率和织物防水透湿性的影响。优化的防水透湿涂层剂的合成工艺为:聚酯多元醇和聚醚多元醇摩尔比=2/1,DMPA3.0%,R=1.9。经聚氨酯乳液涂层的织物的透湿量可到达4500g/(m2×24h),接触角可达137°。     

双羟基四配位硅改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能

通过二步法制备了双羟基四配位硅（DHTS）改性水性聚氨酯，研究了n（NCO）／n（OH）、二羟甲基丙酸（DMPA）的含量、DHTS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响。结果发现，确定n（NCO）／n（0H）在1．5～1．7之间，DMPA质量分数在5％左右，DHTS质量分数为2．6％时，制得的乳液外观呈蓝光半透明，稳定性高；涂膜耐热性高、吸水率低。与乙二胺作扩链剂时相比，用双羟基四配位硅作扩链剂合成出来的水性聚氨酯各方面性能均有所提高。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯多元醇(PEDA)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,通过添加不同种类和不同含量的环氧树脂(E-12、E-51)进行改性,合成了环氧树脂改性水性聚氨酯(EWPU)乳液,讨论了DMPA含量、环氧树脂种类和含量对EWPU乳液粒径、粘度、贮存稳定性以及胶膜吸水率和力学性能的影响。结果表明,环氧树脂中的环氧基团在整个反应过程中没有参与反应,保留在EWPU乳液中;DMPA质量分数为4%、环氧树脂E-12质量分数为8%时,制备的EWPU乳液和胶膜的性能较好。     

水性聚氨酯/明胶共聚物的制备及表征

以二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水单体,采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇(PCDL)为原料,于水性介质中在偶联剂水杨醛的作用下,制备了聚氨酯/明胶共聚物,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析及凝胶渗透色谱分析(GPC)证实了该共聚反应的发生;研究结果表明,DMPA质量分数为5%时,可得到稳定的聚氨酯乳液,此时胶膜的吸水率为8.52%;热重分析(TGA)显示,共聚物胶膜在240℃开始分解;示差扫描量热分析(DSC)显示,经改性后共聚物的玻璃化温度(Tg)为66℃;X射线衍射分析(XRD)表明,聚氨酯的加入使共聚物胶膜的结晶度大大降低,在聚氨酯质量分数为50%时,共聚物的结晶度降为2%;力学性能分析及耐水性测试表明,当聚氨酯质量分数从0%到50%变化时,胶膜的抗张强度由83 MPa下降到37.3 MPa,断裂伸长率从25.5%增大到325.6%,当聚氨酯质量分数从10%到50%变化时,胶膜的吸水率从251%下降到65%。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的合成及胶膜性能

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)质量分数、m(MMA)∶m(BA)、初始—NCO与—OH摩尔比等因素对WPUA复合乳液及其胶膜性能的影响。结果显示,当w(PU)=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28.9 MPa,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。     

聚醚和聚酯型水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能比较

摘 要 用二羟甲基丙酸作为亲水单体，分别合成了聚醚型和聚酯型的水性聚氨酯，并进行各种性能比较。用二羟甲基丙酸作为亲水单体制备的乳液，稳定性较好，贮存期在半年以上。当二羟甲基丙酸含量相当时，聚醚型的比聚酯型的耐水性要好，但强度不如后者。     

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。     

一步法制备含羟基聚氨酯水分散体

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚酯二醇和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,采用一步法工艺制备了含羟基聚氨酯水分散体,探讨了聚酯二醇的种类、DMPA含量和NCO/OH摩尔比、中和剂及用量等对水分散体稳定性的影响,利用红外和粒度分析等方法表征了该体系的结构和胶粒尺寸。实验结果表明,随着亲水性离子用量增加,水分散体的粒径变小,稳定性增强,且在同样条件下采用不同的聚酯二醇制备的分散体粒径有一定的差异;采用JS307-110和JS308-110为原料时,最佳的NCO/OH摩尔比分别为0.91和0.85左右,其分散体粒径分别为60 nm和90 nm;采用三乙胺为中和剂,中和度为90%~100%时可得到稳定的水分散体。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成研究

以聚酯、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)等为主要原料,丙烯酸酯作为改性剂,通过对改性反应温度的时间、DMPA用量、R值、改性剂加入量和引发剂加入量的考查得出:当预聚温度和时间分别为70℃和4h,DMPA用量为5%,R值(nNCO/nOH)为1.15,单体加入量为5.7%,引发剂加入量为0.04%时,能制得外观和性能优良的改性水性聚氨酯乳液。     

脂肪族水性聚氨酯的合成研究

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺为主要原料,采用预聚体法制备了脂肪族水性聚氨酯(PU)乳液,研究了HDI与聚酯多元醇摩尔比(R值)、DMPA用量及中和度对PU乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当R值为3.00～3.25、DMPA质量分数为3.28%左右、中和度为100%时,所合成的PU乳液稳定性最好,胶膜的综合性能最佳。     

合成革用水性聚氨酯的制备

以异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI),聚酯或聚醚多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用预聚体法合成了脂肪族革用水性聚氨酯(WPU),用三甲氧基三聚氰胺树脂(TMMM)对WPU进行交联反应成膜,考察了nNCO/nOH,DMPA用量、聚酯或聚醚种类以及TMMM对WPU性能的影响.结果表明,随着nNCO/nOH的增加...     

遇水膨胀型聚氨酯的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙(烷TMP)等为原料,合成了遇水膨胀型聚氨酯。用FTIR对该聚氨酯进行了结构表征,并对其遇水体积膨胀率和力学性能进行了研究。结果表明:NCO/OH摩尔比(异氰酸酯指数)为1.3～1.4时试样遇水体积膨胀率较高;随着DMPA用量的增加,试样的遇水体积膨胀率增大,拉伸强度保持率降低;加入TMP后,聚氨酯形成化学交联,拉伸强度保持率得到改善但,是试样的体积膨胀率随着TMP用量的增加而降低。     

聚酯-聚醚混合型水性聚氨酯的合成工艺研究

以聚己二酸丁二醇酯二醇（PBAG）和聚乙二醇（PEG）为软链段,以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二羟甲基丙酸（DMPA）为硬链段,采用预聚体法制备了水性聚氨酯（WPU）,研究了R值（NCO／OH摩尔比）、DMPA用量、聚酯与聚醚摩尔比等对乳液的粘度、粒径、稳定性和聚氨酯胶膜力学性能的影响。结果表明,选用尺值为2．0、DMPA质量分数为3．5％、聚酯与聚醚摩尔比为2．5,制备的聚酯-聚醚混合型WPU的粒径可以达到310nm,粘度达到65mPa·s,其离心稳定性和wPU膜力学性能良好。经WPU涂层整理织物的耐静水压达到6．08kPa,透湿量达4550g／（m2×24h）,符合服用性能的要求。     

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。