超支化聚氨酯水分散体的合成及其涂膜性能

将聚氨酯预聚体接枝到以双季戊四醇为核、二羟甲基丙酸为单体的超支化聚酯上,得到了超支化聚氨酯水分散体。采用IR、SEM和化学滴定等方法对产物进行了表征和分析。结果表明,超支化聚氨酯水分散体的粒径约100nm,并在水中有良好的分散性和稳定性;其树脂具有良好的成膜性、耐水性和物理机械性能。     

蓖麻油改性巯基-烯UV固化水性聚氨酯分散体的制备

采用自乳化聚氨酯水分散体的制备方法,分别制备了含蓖麻油基和巯基的聚氨酯水分散体.将两者按一定比例复合,加入水性光引发剂,在紫外光照射下,通过水性光引发剂引发涂层中的双键及巯基进行巯基-烯点击反应,制得交联聚氨酯涂膜.采用核磁共振氢谱、红外光谱、差示扫描量热仪、热重分析等手段对水分散体及光固化涂膜的结构和性能进行了分析表征.结果表明:巯基和蓖麻油结构中的碳碳双键成功地引入到了水性聚氨酯链段中;在紫外光辐照下,巯基和不饱和双键间进行了加成反应;UV固化膜具有良好的机械性能和热稳定性:凝胶量为96.67％、胶膜吸水率为13.0％、耐冲击性大于50 cm、硬度为5H、耐溶剂(甲乙酮)拭擦次数为734次、失质量50％时的温度为375 ℃.     

聚氦酯分散体稳定理论

首先综述了分散体胶体一些基础的稳定理论,核心是采用这些基础理论分析了水性聚氨酯分散体在生产、贮存和应用过程中出现的与分散体稳定相关的一些现象和问题,希望从理论角度解释这些现象和问题,最终目的是在理论指导下获得解决这些问题的方法。     

聚氨酯分散体稳定理论

首先综述了分散体胶体一些基础的稳定理论,核心是采用这些基础理论分析了水性聚氨酯分散体在生产、贮存和应用过程中出现的与分散体稳定相关的一些现象和问题,希望从理论角度解释这些现象和问题,最终目的是在理论指导下获得解决这些问题的方法。     

Evaluation of Water Resistance of Polyurethane Dispersion Coatings by Nuclear Magnetic Resonance Imaging

Proton nuclear magnetic resonance imaging (NMRI) at 300 MHz is used to evaluate water resistance of polyurethane dispersion coatings. A set of wood rods coated with an uncrosslinked aliphatic polyurethane dispersion, a plasticized poly(vinyl acetate) (PVAc) emulsion and a 5-minute-cure epoxy adhesive, respectively, are immersed in water at 25°C. The water penetration is followed by acquiring cross sectional images from the samples. The same procedure is used at 60°C to compare the performance of multifunctional polyaziridine and polycarbodiimide crosslinkers with the polyurethane dispersion. The signal intensities in the middle of the wood as a function of time show three characteristics for the systems: induction time, absorption rate, and saturation time. The water resistance of the uncrosslinked polyurethane dispersion coating is relatively good. The addition of 2% of the polycarbodiimide crosslinker does not improve the water resistance. However, the same amount of the polyaziridine crosslinker in 300 ± 50 μm thick coatings decreases the water absorption rate by a factor of ca. 14. The pot life for the 2% polyaziridine mixture is approximately three days and the coatings made from five-day-old mixture have three times faster water absorption rate relative to the fresh mixtures. The reliability of conventional water resistance tests is also discussed.     

Evaluation of Water Resistance of Polyurethane Dispersion Coatings by Nuclear Magnetic Resonance Imaging

Proton nuclear magnetic resonance imaging (NMRI) at 300 MHz is used to evaluate water resistance of polyurethane dispersion coatings. A set of wood rods coated with an uncrosslinked aliphatic polyurethane dispersion, a plasticized poly(vinyl acetate) (PVAc) emulsion and a 5-minute-cure epoxy adhesive, respectively, are immersed in water at 25°C. The water penetration is followed by acquiring cross sectional images from the samples. The same procedure is used at 60°C to compare the performance of multifunctional polyaziridine and polycarbodiimide crosslinkers with the polyurethane dispersion. The signal intensities in the middle of the wood as a function of time show three characteristics for the systems: induction time, absorption rate, and saturation time. The water resistance of the uncrosslinked polyurethane dispersion coating is relatively good. The addition of 2% of the polycarbodiimide crosslinker does not improve the water resistance. However, the same amount of the polyaziridine crosslinker in 300 ± 50 μm thick coatings decreases the water absorption rate by a factor of ca. 14. The pot life for the 2% polyaziridine mixture is approximately three days and the coatings made from five-day-old mixture have three times faster water absorption rate relative to the fresh mixtures. The reliability of conventional water resistance tests is also discussed.     

水性聚氨酯的无溶剂合成

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇、二羟甲基丁酸(DMBA)或二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,采用无溶剂法合成水性聚氨酯分散液(WPU),并提出临界分子量(Mn c)的概念,指导并实现水性聚氨酯的无溶剂合成。结果表明:引入适量的亲水单体并控制预聚体分子量低于临界分子量,可制得粘度较低、易于分散的预聚体,从而实现水性聚氨酯的无溶剂合成。临界分子量在1 800~2 400 g/mol变化,与亲水单体用量、软段结构和是否含有少量溶剂有关;随亲水单体用量增大或加入少量溶剂,临界分子量有所增大。合适的亲水单体用量约为4.0%;当亲水单体用量过低时,亲水性不足,分散液稳定性差;当亲水单体用量过高时,PU膜吸水率偏高。与少溶剂法相比,采用无溶剂法有利于降低PU膜的吸水率、提高其拉伸强度和100%模量。     

水性聚氨酯分散体干燥过程

介绍了乳胶或分散体干燥和成膜的基本理论,并应用这些基本理论解释和论述了水性聚氨酯分散体干燥和成膜的特性,通过理论的数学模型和结论的简单介绍,重点论述了怎样用这些理论解决实践中遇到的问题.     

水性聚氨酯分散体流变学特性

流变学理论与水性聚氯酯合成和使用都有非常紧密的联系,但关于水性聚氯酯流交学国内观注很少,故此对水性聚氯酯流变学特性理论方面进行了较为深入的理论总结.     

水性聚氨酯树脂工业化生产的工艺研究

对水性丙烯酸改性聚氨酯树脂的工业化生产工艺进行了研究，分析了分散设备、分散工艺对分散体粒径和涂料贮存稳定性的影响。选取一定的分散设备，通过控制分散速度、分散温度、熟化工艺形成一套简单、高效、可操作的生产工艺，获得外观半透明、性能优良的丙烯酸改性聚氨酯水分散体，实现了该树脂的工业化稳定生产。     

水性聚氨酯的改性

交联改性和复合改性是近年来水性聚氨酯改性方法研究的重点,论述了各种改性技术的基本理论和实施方法。通过改性可以提高水性聚氨酯的耐水性、耐溶剂性和物理机械性能,拓宽水性聚氨酯的应用领域。     

导电聚氨酯分散体的制备及应用

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)为亲水单体,聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,通过丙酮法制备了聚氨酯分散体(PUD)。再以过硫酸铵为氧化剂,在PUD中氧化聚合PEDOT制备了导电聚氨酯分散体,并经IR、动态光散射和TEM表征,结果表明,导电聚氨酯复合材料形成了以PU乳胶粒子为核,导电聚合物PEDOT为壳的核壳形态,探讨了核壳粒子形成过程。利用自制的导电聚氨酯分散体配制得到了抗静电涂料,并成功应用于PET塑料基材。     

聚碳酸酯二元醇在水性聚氨酯分散体中的应用

采用聚碳酸酯二元醇（PCDL）与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）合成单组分水性聚氨酯（PUD），并与其他多元醇合成的PUDs进行比较。研究发现，聚碳酸酯二元醇对漆膜的机械性能、耐水性和耐化学品等性能有着显著的提高。     

耐黄变水性聚氨酯分散液的制备和性能

以聚氧四亚甲基二醇(PTMEG)和聚醚二元醇(N220)为复配的多元醇,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应制备了脂肪族聚氨酯分散液(WPUD)。探讨了PTMEG与N220的配比、TMP的用量对WPUD性能的影响。结果表明,当PTMEG与N220质量比为1∶1,TMP的添加质量分数为1.0%时,WPUD的综合性能较好,涂膜具有较好的耐黄变性能,可用于水性木器涂料。     

两种新型水性聚氨酯分散体的表征分析

水性聚氨脂分散体生产工艺复杂,反应过程难于控制,不同合成条件下得到的产物差异巨大,利用先进、系统的表征手段对产物进行研究,显得尤为必要。文章通过利用先进、系统的表征手段对在不同工艺条件下合成的两种新型水性聚氨酯分散体产物进行系统的表征,包括色泽,粒径尺寸与分布,固化性能和漆膜的物理性能等,从而得出规律性的结论。     

脂环族阴离子水性聚氨酯分散体的结构及表征

以异佛二酮二异氰酸酯（IPDI）为原料，采用内乳化法合成了不同羧基含量的阴离子水性聚氨酯分散液，利用FT-IR、DSC、TEM、TGA、XRD对其结构进行了表征。结果表明，所合成的水性聚氨酯中氢键主要存在于硬段的亚氨基与硬段的氨酯羰基和脲羰基之间。在-100～220℃的温度范围内出现了2个玻璃化转变，其热分解主要经历了两个阶段。随着羧基质量分数增加，水性聚氨酯硬段与硬段间的氢键增加，软段的玻璃化温度向低温方向移动，硬段的玻璃化温度向高温方向移动，其胶束粒子的平均粒径变小。     

HDI三聚体改性水性聚氨酯复合分散体的研究

合成了以己二异氰酸酯(HDI)三聚体代替部分甲苯二异氰酸酯(TDI),并用环氧树脂E-20和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性的水性聚氨酯(WPU)分散体,应用傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)分析了产物的结构和表面形貌,采用示差扫描量热仪(DSC)测定了聚合物的玻璃化温度.研究结果表明,随着HDI三聚体含量的增加,PU乳液的外观变好,耐黄变性改善;而E-20和MMA含量的增加使涂膜的机械性能变好,耐水性增加.当HDI三聚体、E-20和MMA的添加量分别为10.5%、5%、20%时,改性水性聚氨酯(WPU)复合分散体的综合性能较好.     

双重改性水性聚氨酯分散体的合成及应用

以异氰酸酯、聚己内酯二元醇、环氧树脂E-51、二羟甲基丙酸和蓖麻油为主要原料制备了环氧树脂和蓖麻油双重改性的水性聚氨酯分散体。结果表明,当NCO与OH摩尔比为1.3、DMPA添加质量分数为4%~6%、三乙胺中和度为80%时,所得涂膜铅笔硬度H,耐水性72 h无异常,满足了水性木器面漆的性能要求。     

丙烯酸改性芳香族聚醚聚氨酯水分散体的结构与性能

利用丙烯酸酯对聚氨酯进行改性是提高聚氨酯综合性能的主要手段之一。通过预聚聚合的方法,合成了综合性能良好的聚氨酯乳液。研究表明:聚合温度与时间影响聚氨酯粒子的形态与结构,丙烯酸酯的接枝改性使聚合物成膜后微区结晶现象减弱。控制合适的工艺条件制备得到耐水性及良好力学性能的改性聚氨酯乳液。该聚合物乳液可替代传统的溶剂型聚合物,应用于室内木材、塑料及金属的涂覆,环境效应明显。     

一种易乳化的阳离子型水性聚氨酯分散体的制备

为了解决阳离子型水性聚氨酯制备后期黏度较大、乳化困难的问题,通过改变亲水扩链剂的投料方式,得到一种工艺可控、易乳化的阳离子型水性聚氨酯分散体的制备方法。首先合成一种异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体,将其逐步滴加到阳离子型亲水扩链剂的底料中,制备一种黏度适中、易于乳化的阳离子型聚氨酯预聚体,再将其乳化后得到阳离子型水性聚氨酯分散体。研究了滴加时间、聚合温度和保温时间等工艺参数对阳离子型聚氨酯预聚体性能的影响,并对制备的阳离子型水性聚氨酯进行了结构表征和性能对比。