一种二氧化硅改性聚氨酯WPU复膜胶的制备与性能测试

针对国内包装用溶剂型聚氨酯复膜胶综合成本高，易挥发有毒有害物质的问题提出环保型水性聚氨酯（WPU）复膜胶的制备，并通过纳米二氧化硅对其改性。结果表明，纳米二氧化硅对复膜胶力学和热稳定性能产生积极作用，6%二氧化硅综合性能表现最佳。此时，WPU复膜胶粘断裂伸长率为472%，拉伸强度为23.5 MPa，度为116.3 c P,WPU/BOPET薄膜剥离强度为0.58 N/cm，最大分解速率对应的温度为398℃，具有一定可见光透过率，有望作为复膜胶在高端商品软包装得到应用。     

多羟基化合物改性聚氨酯胶黏剂的制备与应用

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)、葡萄糖(PG)为亲水扩链剂和交联剂制备一种水性聚氨酯预聚体,再将羧基丁苯胶乳(CSBL)水乳液与去离子水混合均匀进行乳化,制得固含量高达50%的水性聚氨酯(WPU)胶黏剂。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对胶膜结构进行表征,证实葡萄糖已引入聚氨酯主链。热失重分析表明,PG改性后的聚氨酯胶膜热稳定性增强。研究了PG用量对胶黏剂的T-剥离强度和固化时间的影响。随着PG用量的增加,T-剥离强度逐渐增强,当PG质量分数从0%增加到4.68%时,T-剥离强度由57.3 N/(2.5 cm)上升至116.1 N/(2.5 cm),相同处理温度下聚氨酯胶液的固化时间缩短。     

有机硅改性水性聚氨酯处理剂的合成及性能研究Ⅰ.软段含硅氧烷链段

通过向软段中引入硅氧烷链段合成了一系列改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光粒度仪、耐湿热老化试验和热重分析(TGA)详细研究了不同n(羟基硅油):n(PCDL-2000)对WPU乳液性能、耐湿热老化性能和胶膜热稳定性的影响。结果表明:当n(羟基硅油):n(PCDL-2000)为10:90时,乳液稳定性、黏结性能较好,耐湿热老化性能得到明显改善;在软段中引入硅氧烷链段使软段的分解速率减缓。     

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。     

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。     

纳米结晶纤维素改性水性聚氨酯的抗紫外老化性能

将有机硅偶联剂改性后的纳米结晶纤维素(NCC)与水性聚氨酯(WPU)基材混合制成结构均匀的NCC/WPU复合材料,然后采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对NCC/WPU复合材料进行表征并分析复合材料抗紫外光老化性能的改善效果。结果表明,改性NCC的添加导致WPU基材的耐黄变性能和耐磨性显著提高,用质量分数为1.5%的改性NCC制备所得的NCC/WPU复合材料在受到168 h的紫外辐射处理后其黄变程度减轻44.2%,磨损量下降63.6%。     

硅烷偶联剂对层压复合用WPU胶粘剂的改性研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)、二羟甲基丙(DMPA)、硅烷偶联剂(KH550)等原料制备了层压复合用水性聚氨酯胶粘剂(WPU),考查了KH550用量对其性能的影响。结果表明,随着KH550用量的增加,WPU乳液黏度增加,稳定性变差;经KH550改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性者,胶膜的力学性能和复合薄膜T型剥离强度也得到提高。     

硅树脂改性丙烯酸酯压敏胶的耐老化性能及耐温性能研究

将含有乙烯基的硅树脂利用溶液聚合法将其引入到丙烯酸酯分子链中,合成了有机硅树脂改性丙烯酸酯压敏胶。利用红外光谱对改性后的压敏胶进行了结构表征。对改性前后压敏胶的耐高低温冲击等性能、耐热老化性能及耐湿热老化性能进行比较,得出改性后的压敏胶性能优越。60℃下湿热老化1000h后改性压敏胶180°室温剥离强度为5.68N/25mm。对丙烯酸酯压敏胶、有机硅压敏胶、有机硅改性丙烯酸酯压敏胶的室温、高温性能及高低温冲击性能进行了比较,经高低温冲击后,丙烯酸酯压敏胶失去压敏性能,而硅树脂改性的丙烯酸酯压敏胶还具有一定的剥离强度,为10.32 N/25mm。     

环保型水性聚氨酯复膜胶的开发及其在软包装中的应用

合成出不同结构的水性聚氨酯(WPU)复膜胶,以PET镀铝膜(VMPET)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)和聚乙烯(PE)为复合薄膜,探讨了聚酯结构对WPU复膜胶粘接性能的影响,分析了异氰酸酯、水性固化剂和外加溶剂等对WPU复膜胶剥离强度和干燥速率的影响。结果表明:以混合聚酯、芳香族异氰酸酯为主要原料,配合水性固化剂,合成的WPU复膜胶对多种复合薄膜具有较好的粘接性能,其平均剥离强度达到3.48N/15mm;添加少量易挥发的无害溶剂,能够提高水性复膜胶的干燥速率,其最大复合速率达到110m/min,并且完全满足工业化的生产要求。     

软硬段比对磺酸盐型水性聚氨酯性能的影响

以聚己二酸乙二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,合成了固含量为50%的磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了软硬段比对乳液黏度、粒径及其分布、聚合物重均相对分子质量(Mw)、胶膜结晶性以及力学性能等影响。结果表明:当软硬段比值为2.96时,可以制得固含量为50%的磺酸盐型WPU乳液,其平均粒径为146.0 nm、黏度为143 mPa.s,聚合物Mw为128 488,结晶熔融温度为50℃,结晶性相对最好;此时WPU胶膜的拉伸强度(31.6 MPa)和断裂伸长率(1 702%)相对较大;WPU胶粘剂的初始剥离强度(118.6 N/cm)和最终剥离强度(156.3 N/cm)相对最高。     

OPP膜用聚氨酯复合粘合剂的研究

采用丙酮法制备水性聚氨酯树脂,再复配聚醋酸乙烯酯乳液和松香乳液,提高了水性聚氨酯树脂粘合剂与0PP膜的粘合性。研究了粘合剂组成、烘干时间对0PP膜粘合性的影响,最后进行了优化正交实验。优化结果表明,当聚氨酯与聚醋酸乙烯酯乳液、松香乳液的配比（质量比）为11：9：3,干燥温度60℃,干燥时间为60s时,聚氨酯复合胶粘剂的力学性能较好,其抗拉强度为12．1N·mm^-2以。     

环氧改性水性聚氨酯涂料的合成与性能研究

采用环氧树脂与聚醚、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲苯二异氰酸酯（TDI）反应制备水性聚氨酯涂料。研究发现随着所用的环氧树脂的环氧值的降低，改性水性聚氨酯涂膜的硬度和拉伸强度逐渐提高，断裂伸长率则随着降低。选用环氧值为0．44的环氧树脂所合成的改性水性聚氨酯的涂膜硬度达到玻璃硬度0．70；随着环氧树脂添加量增大，涂膜机械性能增加。采用后添加环氧树脂的合成工艺，可制备贮存稳定的水性聚氨酯乳液；凝胶渗透色谱（GPC）分析表明环氧树脂改性水性聚氨酯提高了聚氨酯的分子量。性能测试表明环氧改性水性聚氨酯涂料具有涂膜硬度高、耐水性好和耐溶剂性好等优点。     

透明聚酯型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯型WPU(水性聚氨酯)具有较高的力学强度和粘接强度,但是其较高的结晶性会导致胶膜透明性较差。以聚丙二醇(PPG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2′-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)等为原料,制备PPG改性聚酯型WPU。研究结果表明:PPG改性聚酯型WPU的黏度适中,储存稳定性良好;随着PPG含量的不断增加,WPU胶膜的透明性因结晶受阻程度增大而变好,相应胶粘剂的T型剥离强度和拉伸强度下降,而断裂伸长率升高;当w(PPG)=10%～20%时,相应WPU胶粘剂的透明性、T型剥离强度(≥1.97 N/mm)、拉伸强度(≥14.7 MPa)和断裂伸长率(≥421%)俱佳。     

双羟基染料改性有色水性聚氨酯的制备与性能

为了探究双羟基染料不同引入方式对水性聚氨酯（WPU）乳液及其成膜性能的影响,采用异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃（PTMG）、2,2-二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇（BDO）合成了WPU乳液。将酸性红87作为扩链剂部分替代BDO制备了有色化学共聚聚氨酯（ARWPUA-1～3）乳液;将酸性红87作为软段部分替代PTMG制备了有色化学共聚聚氨酯（ARWPUB-1～3）乳液;将酸性红87与WPU共混制备了WPU/AR。采用FTIR、1HNMR和UV-Vis对样品的结构进行了表征;考察了不同有色WPU的贮存稳定性、耐溶剂性、颜色特征值、耐干/湿摩擦色牢度以及力学性能,并对其进行了分子动力学模拟。结果表明,由n(酸性红87)∶n(BDO)=1∶4制备的ARWPUA-2具有优异的贮存稳定性;在不同溶剂中均不会发生溶解脱色现象;具有良好的耐干/湿摩擦色牢度和较高的力学性能,其拉伸强度22.6 MPa,断裂伸长率为810%。     

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。     

Bio-based waterborne polyurethane structural color films with high stability

In recent years, structural colors derived from photonic crystals (PCs) with a periodically ordered nanostructure are gorgeous and iridescent, but once their structure is destroyed, they will fade. In this work, the feasibility of the application of bio-based waterborne polyurethanes (WPU) in structural color films was explored. The structural stability of PCs is enhanced bio-based WPU as a kind of green product, which can replace solvent polyurethane one. A tung oil polyol (TOP) is fabricated by one-step method with simple purification process and used to prepare waterborne polyurethane dispersions (WPUD). More introduction of TOP into the WPUD may help improve tensile strength and hydrophobic capability. It shows excellent mechanical properties with 16.8 MPa in tensile strength and water contact angle 109.5°. The SEM images confirmed that bio-based WPU is more conducive to the self-assembly of silica particles than traditional WPU.     

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。     

蓖麻油/硅烷双重改性水性聚氨酯黏合剂

以聚醚二元醇(N220和N240)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CO)和有机硅烷(KH-550)为交联剂,合成了CO/KH-550双重改性WPU(水性聚氨酯)黏合剂。探讨了m(N220)∶m(N240)比例、CO和KH-550用量对WPU黏合剂及其涂料印花织物性能的影响。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=1.4、w(CO)=5%、m(N220)∶m(N240)=2∶1和w(KH-550)=4%时,CO/KH-550双重改性WPU黏合剂的耐水性较好,其涂料印花织物的摩擦牢度及皂洗牢度均明显高于未改性WPU,并且织物手感较柔软。