羧酸型水性聚氨酯的合成研究

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂制备了羧酸型水性聚氨酯乳液。系统研究了NCO/OH值(R值)、中和度和DMPA含量变化对乳液及胶膜性能的影响。研究结果表明:DMPA含量为6%,中和度为80%,R值为1.5时,获得的乳液和胶膜的综合性能最佳。     

丙烯酸异冰片酯共聚改性水性聚氨酯乳液的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯多元醇XCP-244和丙烯酸异冰片酯(IBOA)为主要原料,采用共聚改性的方法制备了IBOA改性水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。研究了改性反应的工艺条件,并对复合乳液及胶膜的性能进行了分析讨论。通过研究配方中的R值、DMPA含量、DEG含量、中和度以及反应时间对复合乳液的黏度、稳定性以及胶膜的吸水率、拉伸强度的影响,确定了较适宜的改性工艺条件。最终确定的IBOA改性水性聚氨酯的工艺条件为:R值1.80、DMPA含量5%、DEG含量0.75%、中和度100%、反应时间5 h。并通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪、拉伸测试仪等仪器对改性后的WPUA复合乳液及胶膜进行表征和分析。结果表明,改性后的水性聚氨酯胶膜的耐热性、拉伸强度均有一定提高。     

HDI型水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究

以聚酯二元醇、二异氰酸酯(HDI)与2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用丙酮法合成了HDI型水性聚氨酯(WPU),探讨了亲水扩链剂DMPA用量对WPU乳液粒径、耐水性、耐热性及剥离强度等性能的影响。结果表明:随着DMPA含量不断增加,WPU乳液粒径减小,WPU膜的吸水强度、耐热性和剥离强度先升高后降低。当R(NCO/OH)值为2.226,扩链剂DMPA的加入量为3.5~4%时,可获得综合性能较好的水性聚氨酯。     

水性聚氨酯胶膜的耐水性能研究

采用预聚体法,以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)制备了聚酯型水性聚氨酯乳液,考察了亲水扩链剂DMPA用量、NCO/OH值、中和剂的种类、中和度、扩链剂乙二胺用量对乳液涂膜耐水性的影响,制备了耐水性较好的水性聚氨酯乳液。     

亲水基含量对水性聚氨酯性能的影响

以TDI(甲苯二异氰酸酯)、DMPA(二羟甲基丙酸)、聚酯多元醇和二次扩链剂(端-NCO基PU预聚体)为主要原料,采用二次扩链法制备聚酯型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了DMPA含量对WPU的储存稳定性、胶膜耐水性、乳液粒径及其分布等影响。研究结果表明:在其他条件保持不变的前提下,当w(DMPA)=9%(相对于TDI质量而言)时,WPU的储存稳定性相对较好、粒径相对较小、粒径分布相对较窄且胶膜耐水性相对最好。     

多异氰酸酯内交联对水性聚氨酯性能的影响研究

以聚氧化丙烯二醇(N220)、聚己二酸1,2丙二醇(PPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,HDI三聚体为内交联剂,合成了水性聚氨酯乳液。研究了在R值为1.3的情况下不同HDI三聚体含量对乳液状态及胶膜的吸水率、硬度、耐干/湿等综合性能的影响。结果表明,当n(IPDI)∶n(HDI)三聚体,为0.90∶0.10时,胶膜的硬度最低,综合性能最好。     

GMA改性水性光固化不饱和聚酯乳液的合成

以三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)、新戊二醇(NPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、己二酸(AD)为主要原料进行聚合得到UV固化不饱和聚酯预聚体,然后用甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行接枝改性,经N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)中和,以去离子水分散后制得一种稳定的且具有良好光固化活性的水性光固化不饱和聚酯乳液。研究了DMPA、GMA、光引发剂用量以及中和度、接枝温度及工艺对乳液和涂膜性能的影响。结果表明:当DMPA为24%,GMA为15%,中和度为80%,光引发剂为固含的4%时,水性光固化不饱和聚酯乳液的稳定性好,涂膜的综合性能较好。     

封闭型水性多异氰酸酯乳液的制备和表征

以咪唑作为封闭剂,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和三乙胺(TEA)为原料制备了封闭型水性多异氰酸酯乳液。采用FTIR表征了乳液结构,由热失重法分析了咪唑的解封温度,探讨了不同R值、DMPA含量和中和度对乳液性能的影响。结果表明:采用预聚体后封端的方法制备出了一系列阴离子水性多异氰酸酯乳液,当预聚体R值为2.0,亲水单体DMPA质量分数为6%,中和度为100%时乳液性能较好。     

PVC手套涂饰剂的研制

以聚醚二元醇(N210)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为原料,采用丙酮法合成出了水性聚氨酯乳液。实验选用了一种高价金属离子化合物与水性聚氨酯乳液混合制得了性能良好的PVC手套专用的涂饰剂。着重探讨了R值、DMPA、TMP用量及中和度对乳液及成膜性能的影响。研究结果表明:控制R值为5～6、DMPA质量分数为7.5%～8%、TMP质量分数为1%、中和度为90%时所制得乳液的稳定性、粘度均能达到要求;通过高价金属离子化合物的引入,改善了涂层的附着力和耐水性。用该涂饰剂涂饰的手套具有良好的爽滑性和穿戴性。     

蓖麻油改性封端型水性聚氨酯的制备及性能研究

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、蓖麻油(CO)、聚醚多元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用预聚体法制备了一系列CO改性、NaHSO3封端的水性聚氨酯(WPU)乳液,探讨了R值、DMPA和CO加入量对WPU乳液和胶膜性能的影响,并采用FT-IR和DSC对其进行了表征.结果表明,CO的加入能使胶膜的热稳定性和拉...     

亲水单体对聚氨酯丙烯酸复合乳液性能的影响

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料合成了聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。考察了DMPA对PUA乳液的制备和性能的影响;确定了DMPA的添加工艺及中和度。发现随DMPA添加量增加,PUA乳液的外观变好,乳液粒径变小,乳液黏度增大,乳液凝胶量降低,稳定性变好。随DMPA添加量增大,PUA乳液涂膜的吸水率增大,涂膜的耐水性越差。综合得到w(DMPA)=7 5%,采用后添加DMPA的工艺,且DMPA的中和度90%～100%,可得到性能优异的PUA复合乳液。     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸((DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,合成了环氧改性的水性聚氨酯乳液。研究了反应温度、乳化分散速度、中和度和环氧树脂的用量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明:当乳化分散速度为4 000~5 000 r/min,中和度为90%~95%,环氧树脂的添加量为4%~6%时,可得到性能较好的乳液。通过环氧树脂改性的水性聚氨酯涂膜具有硬度高、耐水性和力学性能好的特点。     

Preparation and Properties of Water-borne Polyurethanes

Following a prepolymer mixing process, polyurethane (PU) anionomer dispersions were prepared from polyethylene adipate glycol (PEA), isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI) and dimethylol propionic acid (DMPA) as a potential ionic centre. Effects of prepolymer molecular weight, PEA molecular weight, hard segment content, DMPA content, degree of neutralization and mixed diisocyanates have been studied in terms of particle size and viscosity of emulsion, and surface, mechanical and dynamic mechanical properties of the emulsion-cast films. Particle size decreased and emulsion viscosity increased with increase in prepolymer molecular weight and PEA molecular weight, DMPA content, the degree of neutralization and IPDI content in mixed isocyanate systems. The decrease in particle size was due to increased chain flexibility and/or hydrophilicity of the PU. The mechanical and dynamic mechanical properties of the PU ionomer dispersions were interpreted in terms of soft segment–hard segment phase separations, hard segment content, chain flexibility and coulombic forces. © of SCI.     

水性紫外光固化合成革用聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成及性能研究

采用聚丁二醇(PBG)、2,4-甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)和丙烯酸羟乙酯合成了紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯树脂,利用FT-IR对树脂进行了表征,探讨了树脂亲水基团含量和中和度对乳液性能的影响,分析表征了固化膜的基本性能。结果表明:乳液的粒径随着—COOH含量的提高而下降,乳液的分散性、稳定性及黏度随—COOH含量增加而增大;乳液黏度在中和度为90%时达到最高6.222 mPa.s,粒径达到最小59.8 nm。固化膜的吸水率随—COOH含量的增加而上升,固化膜对PVC板具有很好的附着力,其铅笔硬度随着DMPA/PBG比例的增加而上升。     

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。     

水性聚氨酯-聚丙烯酸酯核壳乳液研究进展

综述了采用丙烯酸酯类单体对水性聚氨酯进行改性的研究状况,在聚氨酯乳液存在下进行丙烯酸酯单体的乳液聚合,可以制备具有核壳结构的微观共混材料,使改性涂料树脂兼具两种聚合物的优点。对影响复合乳液粒子尺寸及其分布和性能的因素,例如DMPA含量、DMPA中和度、核壳粒子的增长、聚氨酯分子中硬段含量,复合乳液动力学和力学性能的研究进展,以及PMA乳液流变学特性及其影响因素,同样进行了讨论。     

脂肪族水性聚氨酯的合成及其性能的研究

以异佛尓酮二异氰酸酯(IPDI)和聚酯二元醇及二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,三乙胺为中和剂合成了稳定的脂肪族水性聚氨酯乳液,并对乳液的粒径、稳定性及膜的机械性能和耐水性进行了测试。结果表明,总体R值(nNCO/nOH)为1·3左右、羧基质量分数为1·36%~1·57%时,乳液的稳定性及膜的机械性能好,吸水率较低。该乳液可作为织物的防水透湿涂层剂。     

环氧改性聚氨酯光固化涂料研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚乙二醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和环氧树脂合成了环氧改性水性聚氨酯乳液。该乳液由于含有不饱和双键而具有感光性能,故可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物。探讨了环氧丙烯酸酯(EB)和亲水扩链剂(DMPA)的添加量对涂料和涂膜性能的影响以及光引发剂用量、中和度对光固化涂料转化率的影响。结果表明,随着EB用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故适宜的环氧树脂添加量为10%;随着DMPA用量的增加,涂膜硬度、强度提高,而断裂伸长率降低,耐水性变差,故DMPA用量在6%～8%范围为宜;光固化转化率随着中和度的提高而加快,适宜的引发剂用量为3%。本品的缺点是耐汽油性不够理想。     

Poly(urethane) cationomers from poly(propylene) glycol and isophorone diisocyanate: emulsion characteristics and tensile properties of cast films

Poly(urethane) (PU) cationomers were synthesized from poly(propylene) glycol (PPG), isophorone diisocyanate (IPDI), and N-methyldiethanolamine (MDEA) following a prepolymer mixing process. Emulsions were obtained by adding water to the prepolymer solutions. Particle size and emulsion viscosity were studied in response to the MDEA content, degree of neutralization, and solid content of emulsion. It was found that at fixed solids content emulsion viscosity can be varied over 100 times depending on the MDEA content of the prepolymer and the degree of neutralization with acetic acid. Tensile properties of the emulsion cast film showed the increase in modulus and strength with degree of neutralization, as well as MDEA content.     

聚醚型阴离子水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

采用聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基本原料,用预聚法合成了稳定的聚醚型水性聚氨酯乳液。探讨了NCO/OH(摩尔比)、DMPA用量、中和度等对水性聚氨酯性能的影响。实验表明:当预聚温度为80℃、乳化温度为30℃时,初聚NCO/OH为2.0、总NCO/OH为1.2、DMPA用量为4%、中和度为100%、TMP与DMPA的摩尔比控制在1:4左右时合成的聚醚型阴离子水性聚氨酯具有较好的乳液稳定性,且涂膜的耐水性和机械性能优良。