DHPA扩链剂合成磺酸型水性聚氨酯的性能研究

合成了一种新型磺酸型扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),并通过红外光谱法证明了其化学结构。利用这种扩链剂与异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚多元醇等反应,制备出固含量高、热稳定性好和力学性能好的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)乳液及薄膜。与同时合成的羧酸型水性聚氨酯(CWPU)对比发现,SWPU乳液的固体质量分数可达50%以上,而CWPU乳液固体质量分数不超过40%;SWPU乳液的粒径比CWPU小,粒径分布窄;SWPU薄膜具有更好的热稳定性和弹性模量;SWPU薄膜耐溶剂性比CWPU薄膜好,但耐水性比CWPU薄膜差。     

扩链剂对含氟聚氨酯乳液性能的影响

采用预聚体分散法合成含氟聚氨酯乳液,并分析了扩链剂种类及含量对乳液性能的影响。     

扩链剂对含氟聚氨酯乳液性能的影响

采用预聚体分散法合成含氟聚氨酯乳液，分析了扩链剂种类及含量对乳液性能的影响。研究发现不同的扩链剂对含氟聚氨酯乳液的稳定性有不同的影响，而对于同一种扩链剂因其含量的不同对乳液性能影响也有差异。     

亲水扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

本文以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPA）为亲水扩链剂,探讨了DHPA含量的改变对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响,实验结果表明：DHPA含量在5％～7％之间可获得比较稳定的乳液;随着DHPA含量的增加,乳液的粒度变小,粒径的分散性变窄;涂膜拉伸强度增强,伸长率下降。     

水性聚氨酯亲水扩链剂的研究进展

介绍了水性聚氨酯(WPU)亲水扩链剂的种类、合成方法及其对WPU性能的影响,重点对阴离子型亲水扩链剂进行了分类和介绍。综述了国内外WPU亲水扩链剂的研究现状,并对其发展前景提出了展望。     

含氟二元胺为扩链剂的聚氨酯弹性体的合成和表征

以2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷(全氟双酚A)为原料合成了2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BAPF6P),以此二元胺为扩链剂制备了一系列不同硬段含量的含氟聚氨酯弹性体(FPUE)。通过FTIR、TG、EA、WAXD、1H-NMR、DMA分析及拉伸试验,对BAPF6P和由其制备的FPUE的结构和性能进行了研究。结果表明,所得产物BAPF6P的结构与预期设计相符;由于FPUE的硬段间的强氢键作用和偶极效应,使得微区中部分链段排列有序形成微晶结构;随着硬段含量的提高,Tg逐渐升高,FPUE的耐寒性能逐渐降低,而耐热氧化性逐渐提高;FPUE的热分解温度在200℃以上,具有良好的耐热性能及优异的力学性能,BAPF6P是一个好的聚氨酯扩链剂。     

新型扩链剂及其改性水性聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能研究

以乙二胺和丙烯酸异冰片酯合成了一种带环状侧链的扩链剂,并通过红外和核磁氢谱对其结构进行了表征。用合成的扩链剂对聚氨酯丙烯酸酯进行改性,制备了一系列改性水性聚氨酯丙烯酸酯。探究了不同光引发剂（JRCure500、1173和L-TPO）对改性水性聚氨酯丙烯酸酯固化动力学的影响,发现光引发剂JRCure500具有相对较高的双键转化率和光聚合速率。研究了扩链剂用量对改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的粒径大小、固化膜的拉伸强度、玻璃化转变温度、吸水率和热失重等方面的影响。研究结果表明：随着扩链剂用量的增加,乳液的粒径逐渐增大,固化膜的拉伸强度逐渐增大,玻璃化转变温度逐步提高,吸水率逐渐降低,最大热失重速率的温度逐渐降低。     

水性聚氨酯亲水性扩链剂的研究进展

水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用,而扩链剂是合成聚氨酯的一种关键原料。在扩链剂上引入某些特征基团就会对聚氨酯的性能产生一定的影响,亲水性扩链剂可以使水性聚氨酯具有良好的分散性或自乳化性能。羧酸型和磺酸型亲水扩链剂是目前使用较为普遍的阴离子型亲水扩链剂材料。该文简述了扩链剂的定义、作用以及亲水性扩链剂的种类,综述了羧酸型和磺酸型亲水扩链剂的研究进展,详细分析了磺酸型水性聚氨酯的高耐水性、高柔软性,高固含量等性能以及相比于羧酸型水性聚氨酯在各方面性能上的优势。文中还简述了非离子型亲水扩链剂和两性亲水扩链剂的研究进展,并就成本、合成路线及环保方面对亲水性扩链剂的发展趋势作了展望。     

二元胺扩链剂对水性聚氨酯性能影响研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(PBA2000)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)或异佛尔酮二胺为小分子扩链剂,合成了一系列稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液。并对异佛尔酮二胺作为前扩链剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能进行了分析检测,结果显示,异佛尔酮二胺的引入时水性聚氨酯乳液粒径变小,粘度变大;胶膜的吸水率和溶胀率降低,由8.8%和121.2%分别降到2.7%和68.3%。拉伸强度和透光率由11.0 MPa和87.0%分别增加到30.8 MPa和90.1%。     

短链含氟丙烯酸酯对水性聚氨酯的改性研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)等为主要原料,采用内乳化法制备出双键封端的水性聚氨酯(CCWPU);然后以该CCWPU作为甲基丙烯酸三氟乙酯(TFMEA)的大分子乳化剂,并与之发生共聚合反应,得到含氟水性聚氨酯(FPU)乳液。采用红外光谱(FT-IR)法、动态激光光散射(DLLS)法及静态接触角法等测试手段,研究了合成工艺、TFMEA用量等对FPU乳液粒径、耐水性能和接触角等影响。结果表明:当w(引发剂)=0.5%、反应温度为80℃和反应时间为4h时,随着TFMEA用量的增加,FPU胶膜对水的接触角由58°左右增至92.5°,FPU乳液的粒径从53nm增至96nm,FPU的耐水性能明显提高,并且经FPU乳液处理过的棉布具有超疏水性能。     

小分子扩链剂对醇溶性聚氨酯性能的影响

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇( N220)以及不同结构的小分子二元醇扩链剂为主要原料,合成了一系列具有不同结构的醇溶性聚氨酯.示差扫描量热和热重测试显示,以一缩二乙二醇为扩链剂的聚氨酯Tg最低,耐热性最差;以乙二醇、1,4-丁二醇、己二醇为扩链剂的聚氨酯Tg依次上升;耐热性能依次降低透射电镜测试表明,...     

脂肪族水性聚氨酯胶膜的合成和性能研究

用傅里叶变换红外光谱以及凝胶渗透色谱对异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）型脂肪族水性聚氨酯胶膜进行了结构表征及分子量分布测试。在此基础上，详细研究了影响胶膜拉强度，断裂伸长率，24h吸水率等性能的关键因素。结果表明：用IPDI为原料合成的脂肪族中性聚氨酯胶膜的耐光性比用甲苯二异氰酸酯为原料合成的芳香族水性聚氨酯胶膜强；异氰酯基/羟基（NCO/OH，摩尔比）对胶膜的拉伸强度和断裂伸长率有显著影响。NCO/OH增大，胶膜的拉伸强度也增大；NCO/OH越大，胶膜越硬，断裂伸长率越小，亲水基团含量越大，胶膜24h吸水率也越大，胶膜的耐水性越低。     

硅烷偶联剂改性高固含量水性聚氨酯的合成

以聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二酯和异佛尔酮二异氰酸酯等为主要原料,以硅烷偶联剂KH550为改性剂,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和(1,3-二氨基)-丁基磺酸钠(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含量硅烷偶联剂改性水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了乳化剂、扩链剂、硅烷偶联剂用量,异氰酸酯基与羟基摩尔比(R值)等对乳液和胶膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析和接触角测试分析了改性前后WPU的结构。结果表明:DMPA,HSJ,乳化剂,硅烷偶联剂的质量分别占总固体质量的1.60%,0.26%,1.60%,1.50%,R值为1.20时,可得到固含量54%、黏度低、稳定性好、耐水、耐热性能优异的WPU乳液。     

电子束固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能

研究了一种制备水性聚氨酯丙烯酸酯的新方法,通过在扩链剂分子结构中组装离子基团来改善亲水性,解决了聚氨酯丙烯酸酯与水难相溶的问题。采用这种方法制备了一种聚氨酯丙烯酸酯产物,使用FTIR和1H NMR对产物结构进行了表征。对产物与水的储存稳定性、黏度、电子束固化行为及固化后性能进行了研究。结果表明,分散乳液储存稳定性好,经电子束固化后性能(如硬度、附着力、光泽度、柔韧性、热稳定性)优良。     

用磺酸型亲水扩链剂制备高固含量聚氨酯乳液

以聚(四氢呋喃-co-氧化丙烯)二醇为软段、异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为亲水扩链剂,用自乳化法合成了一系列稳定的高固含量聚氨酯乳液,分析了DHPA用量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:所得聚氨酯乳液的粒径呈多元分布,乳胶粒子呈球形;乳液为假塑性流体;随着DHPA用量的增加,乳液平均粒径逐渐减小,粒径分布变窄,固含量不断增大,当DHPA质量分数为7%时,乳液的总固物质量分数可达61%。乳液具有较好的高、低温及贮存稳定性能。随着DHPA用量的增加,聚氨酯乳液胶膜的拉伸强度逐渐增大,扯断伸长率则先增大后减小;当DHPA质量分数为5%时胶膜的综合力学性能最佳;DHPA用量对胶膜的热稳定性没有明显影响。     

含硫扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

以2-巯基乙醇(2-ME)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,通过巯基-烯"点击"反应合成了含硫二元醇ME-HEA。并以其为扩链剂,与聚氧化丙烯二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等合成系列含硫水性聚氨酯(SWPU)。采用纳米粒度仪、红外光谱仪、电子拉力机等对乳液的粒径、胶膜的热性能、力学性能以及耐水性进行了分析。结果表明:随着ME-HEA质量分数的增加,SWPU胶膜的耐热性能和力学性能有明显的提升。当ME-HEA质量分数为4.3%时,乳液粒径为41.7 nm,胶膜拉伸强度和断裂伸长率分别为34.3 MPa和911.2%,在120℃热氧降解处理后的拉伸强度为处理前的拉伸强度的90.09%,有较好的耐热氧降解性能。     

Facile preparation and characterization of low-gloss waterborne polyurethane coatings using amine-based chain extenders

A novel waterborne polyurethane (WPU) coating with a self-roughed surface is prepared using a general prepolymer emulsion polymerization method. A rough surface is formed by crosslinking the WPU particles through the introduction of a polyfunctional amine-based chain extender. Ethylenediamine, diethylenetriamine (DETA) and triethylenetetramine (TETA) with different functional groups are used as chain extenders, and their effect on the surface morphology and gloss of WPU films is investigated. DETA and TETA form a rough surface on the WPU film by crosslinking the polymer chains and promoting phase separation between soft and hard segments. A rough surface reflects light diffusely, resulting in a decrease in the gloss of the film. Overall, the chain extension improves the thermal stability and tensile strength of the WPU film. In particular, the WPU film with DETA, exhibiting the highest chain extension effect, shows the lowest gloss value, the highest tensile strength and thermal stability. The present series of WPU materials, prepared without matting agents and special treatment processes, can be an effective alternative for producing low-gloss coatings. © 2022 The Authors. Polymer International published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Industrial Chemistry.     

Influence of fluorine-containing side chain on the properties of waterborne polyurethane-urea

In order to prepare waterborne polyurethane with excellent water resistance and thermodynamic properties, a series of side chain fluorinated waterborne polyurethane-urea (FWPU-UA) was synthesized with polytetramethylene ether glycol, N-(2-methyl-1,3-propanediol-2′-)-perfluoro-1-butanesulfonyl amine (NPBA), isophorone diisocyanate, and isophoronediamine. With the increase of NPBA content, the weight loss temperature, glass transition temperature, and tensile strength of FWPU-UA were all improved. Gaussian fitting analysis of infrared data and density functional theory simulation proved that the introduction of fluorine side chains increased the interaction of hydrogen bonding in the FWPU-UA. X-ray photoelectron spectroscopy analysis indicated that the aggregation of fluorine atoms on the surface of film were caused by the migration and enrichment of fluorine side chains. Furthermore, the water resistance of polyurethane-urea film could be significantly improved by adding a small amount of NPBA, and the seven-day water absorption rate of polyurethane-urea film was reduced from 30.13% to 12.55%.     

一种含磷自修复水性聚氨酯的合成及性能

采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和聚丙二醇（PPG）为原料,通过前扩链的方式将二羟乙基二硫化物（HEDS）引入到水性聚氨酯（WPU）分子链中,并用含磷阻燃剂OP550进行阻燃改性,成功制备了兼具阻燃和自修复两种特殊功能的水性聚氨酯（OHWPU）,研究了阻燃剂OP550对本征型自修复水性聚氨酯的性能影响。结果表明,OP550含量为20%时制备的OHWPU（OHWPU-20%）极限氧指数达到29.0%,相比HWPU提高了7.4%;在80 ℃,修复时间为3 h的条件下,OHWPU-20%的拉伸强度为4.71 MPa,损伤后的自修复效率达到107.9%。