水性聚氨酯的合成与性能研究(I) 聚氨酯组成对其性能的影响

由聚酯多元醇、IPDI、DMPA等以不同配方合成了水性聚氨酯乳液 ,并对其性能进行了研究。结果发现 :DMPA含量、NCO/ OH比值均影响水性聚氨酯的黏度、粒径和力学性能等     

不同阴离子亲水扩链剂合成的水性聚氨酯性能比较

以二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、二羟基磺酸盐(GS-7Q)为亲水扩链剂,采用单因素法合成一系列阴离子水性聚氨酯。通过比较乳液的粒径以及胶膜的耐水性、热稳定性、机械性能等,研究了不同的亲水扩链剂对合成的水性聚氨酯性能的影响。结果表明:DMBA作为亲水扩链剂合成水性聚氨酯(WPUB)相比于DMPA合成的水性聚氨酯(WPUP)反应时间缩短40%;获得稳定的水性聚氨酯乳液时,GS-7Q的用量比DMPA更少,仅需8%(扩链剂占所有—OH摩尔分数)即可维持乳液稳定。DMBA合成的水性聚氨酯的粒径较DMPA型的更细,其薄膜低温柔顺性更好; GS-7Q磺酸型水性聚氨酯(WPUH)薄膜的拉伸强度是羧酸型的4倍,耐热性能优于羧酸型水性聚氨酯,但低温柔顺性却不如羧酸型水性聚氨酯(WPUB,WPUP)。     

扩链剂对脂肪族水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚二醇(PPG∶M_n=1000)为原料进行预聚反应,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,按不同配比合成了水性聚氨酯,并就DMPA用量、乙二胺(EDA)扩链方式对水性聚氨酯乳液的稳定性、粒径、及其材料的力学性能、吸水率等的影响进行了研究。结果表明:DMPA用量6%左右,EDA溶于水中进行边扩链、边乳化的方法制得了综合性能较好的水性聚氨酯。     

含氟聚硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及其性能

为进一步提高水性聚氨酯涂层剂的拒水性能,以聚醚N210和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料,以羟丙基封端含氟聚硅氧烷为改性剂,以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,以三羟甲基丙烷(TMP)为扩链单体,合成含氟聚硅氧烷改性水性聚氨酯。探讨了DMPA用量、改性剂分子量及用量对乳液及其胶膜性能的影响,并将乳液用于织物涂层整理。结果表明：随着DMPA用量增加,乳液稳定性变好,粒径变小,胶膜疏水性变差;随着改性剂分子量和用量增加,乳液稳定性变差,粒径变大,胶膜疏水性变好;当DMPA用量为5%,改性剂分子量为1694、用量为6%时,水性聚氨酯综合性能达到最佳值,涂层织物接触角为138.2°,静水压为644mm。相对未改性水性聚氨酯,改性水性聚氨酯涂层织物拒水性得到明显改善。     

核壳交联结构水性聚氨酯的合成研究

通过采用预聚体分散法,由polytetramethylene golycol(PTMEG),聚酯多元醇、IPDI、DMPA等以不同配方合成了水性聚氨酯乳液,并对其性能进行了研究.结果发现DMPA含量、NCO/OH比值、Core/Shell质量比值均影响水性聚氨酯乳液的稳定性和其涂膜的力学性能等.     

聚酯型水性聚氨酯乳液性能影响因素的研究

用预聚体法,以聚酯二元醇(PEA 1 000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料,合成了聚酯型水性聚氨酯乳液.探讨了R值(NCO/OH量比)、DMPA用量、中和度等因素对水性聚氨酯乳液粒径、粘度、乳液外观、稳定性等性能的影响.结果表明:随R值的增大,乳液的粘度和粒径均增加,稳定性变差;随DMPA用量的增加,乳液的粒径减小,粘度增大,稳定性增强;随着中和度的增加,乳液的粒径及粘度先减小后增大.     

亲水剂加料方式对水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

固定水性聚氨酯鞋胶配料比例和操作工艺条件,仅改变亲水剂DMPA(二羟甲基丙酸)的加料时间,制备出不同水性聚氨酯鞋胶样品,分别测定各样品的初粘性和剥离强度,分析比较DMPA加料时间对样品粘接性能的影响,确定较佳的DMPA加料方式。     

改性大豆油多元醇聚氨酯固色剂的合成与应用

以大豆油多元醇(自制)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,亚硫酸氢钠为封端剂,采用丙酮法合成了一系列稳定的水性聚氨酯(WPU)微乳液.通过FT-IR、粘度、粒径、稳定性等测试手段研究了R值及DMPA的量对水性聚氨酯性能的影响,得出最佳合成工艺为:n(—NCO)/n(—OH)=1.2,DMPA用量为5%(对预聚体质量).将合成的水性聚氨酯乳液用作活性染料固色剂,探讨了影响固色效果的因素,得出:水性聚氨酯固色剂的最佳用量为60 g/L,最佳焙烘温度为140℃.在最佳工艺下,可使深浓色织物的湿摩擦色牢度提高1.5级,达到4级.     

阴离子与非离子相结合合成高固含量水性聚氨酯—PEG400与DMPA配比对性能的影响

采用聚乙二醇(PEG,Mn=400)与二羟甲基丙酸(DMPA)相结合,合成高固含量水性聚氨酯。探索PEG400与DMPA以不同配比对乳液分散性、稳定性、固含量以及聚氨酯成膜吸水率、热性能、拉伸性能的影响。结果表明:大约3%的PEG400可替代0.8%的DMPA合成稳定的聚氨酯乳液,同时乳液固含量从42%(仅使用DMPA)提高到55%(3%PEG400+1.6%DMPA)。在聚氨酯中植入PEG400使聚氨酯软段玻璃化转变温度、成膜结晶度下降。相对单纯采用DMPA为亲水单体合成水性聚氨酯,PEG400与DMPA相结合,可以使水性聚氨酯耐水性及力学性能显著提高。     

低结晶度交联网络水性聚氨酯的制备及性能

本研究探讨了以聚丁二醇（PTMG）作为制备线型和交联型网络水性聚氨酯的主要原料时,2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）和三羟甲基丙烷（TMP）用量对其物理性能的影响。结果表明,随着DMPA用量从2%增加到10%,线性网络水性聚氨酯分散体（LWPUD）颗粒变得更加均匀和规则;随着TMP用量从2%增加到4%,交联网络水性聚氨酯分散体（CWPUD）的粒径增加。     

高固含量水性聚氨酯乳液的制备及其性能研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,通过丙酮法制得了一系列聚氨酯预聚体,按不同n(—NCO)/n(—OH)(R值)及DMPA质量分数复配后分散成混合型水性聚氨酯乳液(WPU).考察R值、DMPA质量分数对复合型乳液及胶膜性能的影响.结果表明:不同R值复配所得乳液固含量没有明显提高;R=1.8,w(DMPA)=3%与w(DMPA)=6%的预聚体按质量比3/1复配,能制备固含量达48%左右的水性聚氨酯乳液,其胶膜的耐水性及机械性能处于中间水平.     

蓖麻油改性水性聚氨酯及其性能

为提高水性聚氨酯涂层织物的拒水性,以蓖麻油(CO)改性水性聚氨酯乳液,并用于织物涂层。研究了CO和二羟甲基丙酸(DMPA)用量对乳液及胶膜性能的影响,测定了涂层织物的性能。结果表明:随着CO用量的增加,乳液粒径变大,分布变宽,稳定性变差,外观由半透明变为乳白色;胶膜的水接触角增大,吸水率降低,拉伸强度先升后降,断裂伸长率降低。随着DMPA用量的增加,乳液粒径变小,分布变窄,稳定性变好,外观由乳白色变为半透明;胶膜的接触角降低,吸水率增大,拉伸强度增大,断裂伸长率降低。当蓖麻油用量为7%、DMPA用量为4%时,改性乳液稳定,胶膜耐水性和力学性能好,涂层织物耐静水压高。研究表明:适量CO改性有助于水性聚氨酯涂层织物耐静水压的提高。     

MDI基水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

以4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料合成了水性聚氨酯(WPU):n(-NCO)/n(-OH)=3.5,n(TMP)/n(聚酯)=0.1,w(DMPA)=1.8%,并对其乳液和胶膜进行分析与表征,讨论了扩链剂、交联剂和亲水扩链剂对胶膜的影响,研究表明,合成的水性聚氨酯结晶度高、强度高、耐水性好、粘接强度大.     

核壳交联结构水性聚氨酯的合成研究

通过采用预聚体分散法，由polytetramethylene golyeol(PTMEG)，聚酯多元醇、IPDI、DMPA等以不同配方合成了水性聚氨酯乳液，并对其性能进行了研究。结果发现DMPA含量、NCO／0H比值、Core／Shell质量比值均影响水性聚氨酯乳液的稳定性和其涂膜的力学性能等。     

织物用水性聚氨酯的制备及其性能

 以聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇为主要原料,采用自乳化方法合成了一种织物用水性聚氨酯乳液,并制备了亲水聚氨酯涂层复合材料,研究了预聚反应温度和时间、n(-NCO)：n(-OH)、DMPA加入量、中和方式、乳化工艺等对水性聚氨酯乳液性能的影响,检测复合材料的防水、透湿性能和生物防护性能。结果表明：合成的水性聚氨酯乳液的综合性能好,制备的亲水聚氨酯涂层复合材料具有良好的防水透湿性和生物防护性能。     

含芴基水性聚氨酯的制备及其性能研究

以聚己内酯二元醇(PCL2000)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,制备水性聚氨酯预聚体,分别选择双酚芴(BPFL)和自制9,9-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴进行改性,得到改性水性聚氨酯(WPUS和GWPUS)乳液.对水性聚氨酯胶膜进行了结构表征与性能测试.结果表明,与...     

硬段含量对水基聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG)作为软段、以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(1,4-BDO)作为硬段、以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成一系列硬段含量不同的水性聚氨酯,并研究了硬段含量对合成革用水性聚氨酯性能的影响。结果显示:在R(—NCO/—OH)值,DMPA含量不变的情况下,硬段含量在40%时,聚氨酯膜的拉伸强度、断裂伸长率、吸水率、玻璃化转变温度等综合性能优良,适合合成革的制造。     

IPDI-MDI型水性聚氨酯胶粘剂的合成

采用IPDI和MDI混合异氰酸酯,PBA和PEA混合多元醇为主要原料,以DMPA为亲水扩链剂,通过预聚体法合成了性能优良的水性聚氨酯胶粘剂。考察了混合异氰酸酯和混合多元醇的比值、DMPA用量、小分子扩链剂、R值等因素对水性聚氨酯乳液性能及胶膜性能的影响。结果表明:当IPDI与MDI的比值为3,PBA与PEA的比值为2,DMPA用量为3.1%,小分子扩链剂为一缩二乙二醇,R值为1.2时,合成的水性聚氨酯胶粘剂的性能优良。TG测试表明产品耐热性能明显提高。     

水性聚氨酯抗皱整理剂的合成及其在棉针织物上的应用性能研究

采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇(PBA)、聚醚多元醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、氮甲基二乙醇胺(N-MDEA)为主要原料,制得水性聚氨酯抗皱整理剂.讨论了整理剂质量浓度、异氰酸酯结构、聚氨酯乳液离子性质和多元醇结构对水性聚氨酯整理剂在棉针织物上整理效果的影响.结果表明:随着整理剂质量浓度的增大,弹性回复角均有变大的趋势;HDI型水性聚氨酯整理剂的整理效果整体优于TDI型水性聚氨酯整理剂,阳离子型水性聚氨酯整理剂的整理效果要优于阴离子型水性聚氨酯整理剂,且在低质量浓度下表现出很好的整理效果;聚醚型水性聚氨酯整理剂的整理效果优于聚酯型水性聚氨酯整理剂.     

环保型水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能研究

以聚乙二醇(PEG,Mw:1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料制备了一系列环保型抽性聚氨酯胶粘剂.讨论了合成条件、DMPA用量、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和三乙醇胺(TELA)对水性聚氨酯乳液及其胶膜性能的影响.实验结果表明:预聚反应温度为60～75℃,反应时间为4-5 h,DMPA含量在3.8～7.6 mg/kg可获得比较稳定的乳液.随着DMPA含量的增加,胶膜吸水率升高,乳液黏度增大,剥离强度先增加后略有下降.当DMPA含量为5.7 mg/kg时,剥离强度达到最大值,乳液性能最佳.另外,NMP和TELA对乳液和胶膜性能有提高作用.