基于PEI改性的WPU/石墨烯纳米复合乳液的研究

使用超支化型聚乙烯亚胺（PEI）对氧化石墨烯（GO）进行改性制得改性氧化石墨烯分散液（GO-PEI）;并在水性聚氨酯乳化过程中原位引入 GO-PEI分散液,并还原制备水性聚氨酯 /改性石墨烯纳米复合乳液（WPU/RGO-PEI）。通过红外光谱、紫外光谱、粒度分析、扫描电子显微镜和力学分析对 GO-PEI、复合乳液和复合膜的微观结构与性能进行了表征。结果表明： RGO-PEI在水性聚氨酯膜中均匀分散,当 RGO-PEI添加量为 7%时模量提高 12倍,添加量为 15%时表面电导率达 5.57×10^-4 S/cm。     

功能化石墨烯改性无胺型水性聚氨酯的制备

以聚己内酯二元醇(PCL)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(WPUA)预聚体。将偶联改性的纳米SiO_2与氧化石墨烯进行接枝后,与聚氨酯-丙烯酸酯乳液预聚体进行原位聚合,用自乳化法制备了经功能化石墨烯改性的无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(SiO_2-NH_2-GO/WPUA),对功能化石墨烯的用量进行讨论,并对其复合乳液、胶膜结构及性能进行测试。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,SiO_2-NH_2-GO/WPUA具有更好的耐温性及胶膜性能,当氧化石墨烯接枝SiO_2(SiO_2-NH_2-GO)质量分数为0.75%时,复合乳液胶膜较未改性乳液胶膜相比,热分解温度提高14.51℃;拉伸强度提高到81.28 MPa;该复合乳液配制的胶黏剂在铝箔/PVC薄膜的T-剥离强度达到15.4 N;易氧化物含量指标符合药品包装容器标准,表明该水性聚氨酯胶黏剂适用于医药包装。     

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯分散液的制备与表征

采用沉淀和萃取相结合,硅烷偶联剂A-174包裹改性的方法,制备了改性的纳米二氧化硅含量为15%的聚氧化丙烯二醇分散液,并以其直接作为原料,与聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)等其他原料,制备了一系列纳米SiO2粒子改性WPU样品。讨论了改性纳米SiO2加入量对乳液和涂膜性能的影响。研究表明:纳米SiO2聚醚二元醇分散液与预聚物发生了反应,纳米SiO2均匀分散在预聚物中,乳化后,纳米SiO2粒子在水性聚氨酯中分散性变好,纳米SiO2用量为预聚物质量的2.0%时,得到了稳定的纳米二氧化硅水性聚氨酯分散液,复合涂膜的断裂伸长率为300%,拉伸强度为13 MPa,耐水性、硬度、热稳定性得到较大的提高。     

水性聚氨酯

双组分高固含量水性聚氨酯及其制备方法与应用;氨基硅油微乳液改性水性聚氨酯的合成和性能;淀粉纳米晶改性水性聚氨酯的制备方法;二苯甲烷二异氰酸酯基水性聚氨酯分散液的制备方法;高效氧化自交联型水性聚氨酯分散体及其制备方法     

疏水支链水性聚氨酯/蒙脱土复合乳液的制备及性能研究

以2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇与十八烷基异氰酸酯反应制备带支链的二元醇,再以支链二元醇、聚(己二酸-新戊二醇酯)二醇、蒙脱土(MMT)、二羟甲基丙酸与异佛尔酮二异氰酸酯反应,原位反应制备了具有疏水功能的支链水性聚氨酯与蒙脱土的纳米复合乳液。主要研究了不同种类和用量的MMT对纳米复合乳液相关性能的影响。研究结果表明:以有机改性蒙脱土(O-MMT)制备的纳米复合乳液具有良好的综合力学性能、粘结性能及耐水性。     

UV固化氧化石墨烯/PUA复合功能涂料的研制及性能

以多异氰酸酯、不同种类多元醇(1或2)、氧化石墨烯(GO)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,采用原位聚合法制备了一系列不同氧化石墨烯含量的氧化石墨烯/水性丙烯酸聚氨酯(GO-WPUA)预聚体。然后以预聚体、丙烯酸正丁酯-三缩丙二醇双丙烯酸酯(BA-TPGDA)为稀释剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(DAROCUR 1173)为光引发剂,制得紫外(UV)固化氧化石墨烯/丙烯酸聚氨酯(GO-PUA)复合功能涂料,研究了乳液的物理性能和膜的力学性能、耐溶剂性等。     

原位聚合法制备石墨烯改性水性环氧-丙烯酸酯乳液及其防腐性能研究

首先采用改进Hummers法制备氧化石墨烯分散液,再用原位聚合法制备石墨烯改性水性环氧-丙烯酸酯复合乳液,并制备其涂层。主要研究了石墨烯改性水性环氧-丙烯酸酯复合乳液的稳定性和复合乳液涂膜的耐腐蚀性。结果表明:石墨烯能够较好地分散在复合乳液中,成膜时能够很好地填充在涂层的细小缝隙中而产生屏障作用,阻碍腐蚀粒子从介质渗透到铁板表面。因此复合乳液的耐腐蚀性较未改性的水性环氧-丙烯酸酯乳液和直接共混乳液的耐腐蚀性明显增强。     

表面修饰GO改性无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己内酯二元醇（PCL）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料,合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液（WPUA）预聚体,利用十二烷基三甲基溴化铵对氧化石墨烯进行插层改性,改性产物与预聚体进行机械共混,同时引入羧酸型亲水扩链剂和磺酸型亲水扩链剂,采用自乳化法合成无溶剂、零VOC型改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液（DTGO/WPUA）,研究改性氧化石墨烯（DTGO）用量,并对复合乳液和胶膜进行测试和表征。研究结果表明：DTGO复合材料改性水性聚氨酯涂料表现出较好的力学性能和耐热性。当DTGO用量为质量分数0.8%时,相比未改性的水性聚氨酯胶膜,复合胶膜拉伸强度提高到48.5MPa,热分解温度提高21℃。     

纳米氮化硼/氧化石墨烯/聚氨酯基复合材料的制备及其导热和力学性能

采用一种高能量密度的介质搅拌磨在添加高分子分散剂情形下将硅烷偶联剂改性后的六方氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯均匀预分散在高黏度聚氨酯预聚体中,而后加入扩链剂交联,制备了纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料。分别探究了硅烷偶联剂改性氮化硼颗粒和氧化石墨烯的改性效果、分散剂对氧化石墨烯的分散效果以及单一和混合掺入氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯的含量对其聚氨酯基复合材料导热和力学性能的影响。另外,通过等效介质模拟计算和分析了氮化硼纳米颗粒或氧化石墨烯与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率。采用激光导热仪、耐磨试验机、Shore硬度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪及红外成像仪对样品的改性分散效果、导热及力学性能进行表征。结果表明,通过改性后的纳米无机颗粒与聚氨酯基体相容耦合性好;当改性纳米氮化硼和氧化石墨烯的掺入量分别为10%和2%(质量分数)并有效分散在聚氨酯基体中时,其聚氨酯基复合材料的热导率为(0.671±0.033) W/(m·k),相对于未掺入纳米颗粒的聚氨酯材料(0.233 W·m~(–1)·K~(–1)),提高了188%。这主要归因于在有效分散的条件下掺入改性纳米氮化硼或氧化石墨烯可使其与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率降低。另外,经力学性能测试表明,改性纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料的Shore硬度和磨损率分别为91和2.03%,相对于未掺入纳米无机颗粒的聚氨酯材料,分别提高了4.12%和降低了26.63%。     

复合改性水性聚氨酯乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。在此基础上,采用三羟甲基丙烷(TMP)对其进行了交联改性并通过环氧树脂和丙烯酸酯对其进行共聚改性,制得了以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳的核壳交联型水性聚氨酯分散体。通过乳液粒度、黏度和涂膜的耐水性和硬度、接触角等分析以及透射电镜观测研究了二羟甲基丙酸(DM-PA)、TMP、环氧树脂以及MMA用量对水性聚氨酯涂膜耐水性等性能的影响,确定了最佳物料配比。结果表明,当DMPA、E-20、TMP和MMA在聚氨酯水性分散体中的质量分数分别为7.5%、6%、1%和20%时,合成的水性聚氨酯乳液平均粒径80 nm,黏度适中,胶膜的物理力学性能较好,耐水性提高。     

功能化石墨烯和有机硅双重改性水性聚氨酯的结构与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、功能化石墨烯(IGN)、聚酯二元醇-2000、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为原料,采用石墨烯表面接枝的方法,通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)进行封端、三乙胺中和、乳化后得到了IGN和KH-550双重改性的水性聚氨酯乳液(IGN/Si-WPU)。以IGN/Si-WPU为成膜剂,采用平板制膜法制备了IGN/Si-WPU膜,并研究了IGN质量分数和KH-550对水性聚氨酯涂层力学性能的影响。研究结果表明,当w(硅氧烷偶联剂)为3%、w(IGN)为1%时,所制备的双重改性水性聚氨酯比未改性的水性聚氨酯综合性能更加优异。     

石墨烯改性苯丙-环氧防护涂层性能研究

以水性环氧乳液、高岭土、自制转锈剂、氧化石墨烯分散液为苯丙乳液的改性材料,采用物理共混法制备石墨烯改性苯丙-环氧乳液防护涂层,探讨了苯丙-环氧乳液配比、高岭土、转锈剂及氧化石墨烯分散液掺量对涂层粘结强度的影响,并考察了涂层拉伸性能及基本性能。结果表明,涂层粘结强度随水性环氧乳液质量比例增大逐渐提高,随高岭土、转锈剂、石墨烯分散液掺量的增加呈先增大后减小的趋势;当m_苯丙∶m_环氧=1∶2,高岭土、转锈剂、氧化石墨烯分散液掺量分别为10%,3%,0.2%时,涂层各项基本性能良好,且涂层电阻率远大于普通金属材料,防护效果优异。     

纳米二氧化硅水溶胶改性UWPU的研究

通过丙酮法合成光固化水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体,用三乙胺中和后在乳化过程中原位引入纳米二氧化硅水溶胶(Wv33、R900、R301)制备二氧化硅/光固化水性聚氨酯(SiO2/UWPU)纳米复合乳液,并进一步通过紫外光固化制备了SiO2/UWPU复合膜。通过电子扫描显微镜(SEM)和电子拉力机研究了不同纳米二氧化硅水溶胶对UWPU/SiO2复合膜的微观结构和力学性能的影响。SEM分析表明表面有机改性的pH值接近中性的硅溶胶(Wv33)较pH为酸性或碱性的硅溶胶在聚氨酯基体中有较好的分散性;应力-应变曲线分析表明Wv33能有效实现对复合膜的增强,即提高了复合膜的储存模量、拉伸强度和邵A硬度。     

无卤阻燃硅溶胶改性水性聚氨酯的研究

以聚醚(N -210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本单体,一缩二乙二醇(EX)为扩链剂,二羟甲基丙酸( DMPA)为亲水扩链剂,制备出固含量为30％的水性聚氨酯(WPU)乳液.采用机械分散的方式将纳米硅溶胶按计量加入到WPU乳液中,得到一系列硅溶胶改性的WPU乳液.研究表明,硅溶胶在WPU中分散得比较均匀,硅溶...     

聚醚软段对光固化水性聚氨酯纳米复合乳液性能的影响

分别以聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)、聚丙二醇(PPG)和聚四氢呋喃均聚醚二醇(PTMG)为聚醚组分,通过丙酮法合成光固化水性聚氨酯(WPU)/二氧化硅(Si O2)纳米复合乳液。研究了聚醚组分对复合乳液粒径、复合膜微观结构和动态力学性能的影响。研究表明,聚醚软段的不同结构对WPU及其纳米复合乳液的粒径、纳米Si O2的分散性以及纳米复合膜的微结构和动态力学性能有较大影响。改变聚醚二元醇的结构,可调控WPU纳米复合膜的微结构和性能。     

环氧化石墨烯/水性聚氨酯复合膜的制备及性能

用环氧氯丙烷(EPI)对氧化石墨烯(GO)进行共价键改性,制备了环氧改性氧化石墨烯(EPGO),再将EPGO共混水性聚氨酯(WPU)制得了含有不同质量分数EPGO(以水性聚氨酯有效质量计)的EPGO/WPU复合膜,通过FTIR、XRD、TEM表征了EPGO的结构和形态,并测试了成膜拉伸性能、耐磨性能。结果表明:EPGO的添加可以明显提高水性聚氨酯膜的拉伸强度,当添加0.8%(质量分数)的EPGO时,复合膜的拉伸强度达到12.9MPa,较空白膜提高了67.5%,杨氏模量提高了36.4%,且复合膜的耐磨性显著提高,表明EPGO的添加对水性聚氨酯膜有增强作用。     

氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂的制备及性能

首先，将三乙烯四胺(TETA)和氧化石墨烯(GO)球磨，得到TETA改性GO分散液TGO；然后向其中依次滴加双酚A型环氧树脂E44、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)、甲氧基聚氧乙烯-2,3-环氧丙烷(MEH)和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)，采用原位聚合法合成了氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂(TGO-WPEA)；采用上述工艺，不添加GO的条件下制得水性环氧树脂固化剂(WPEA)。将WPEA和TGO-WPEA分别与环氧树脂乳液(Epikote-6520)复合制得水性环氧树脂(EP)和氧化石墨烯改性水性环氧树脂(TGO-EP)防腐涂料。通过FTIR、XPS和XRD对材料进行了结构表征，采用电化学测试和盐雾实验对TGO-EP的防腐性能进行了评价。结果表明，水性环氧树脂固化剂(WPEA)分子通过共价键连接到GO表面，改善了GO在EP中的分散稳定性和接枝率，提高了TGO-EP复合涂料对腐蚀介质的屏蔽性能。与纯EP涂层相比，TGO-EP涂层腐蚀电位从–0.267 V提高到–0.125 V，腐蚀电流密度从5.44×10^–8 A/cm²     

UV固化水性聚氨酯/层状双氢氧化物纳米复合乳液的研究

以聚碳酸酯二元醇为软段、异佛尔酮二异氰酸酯为硬段合成了UV固化非离子型水性聚氨酯.同时采用共沉淀法制备了十二烷基硫酸钠插层的层状双氢氧化物(LDH-DS).在乳化水性聚氨酯的同时滴加LDH-DS水分散液,制备绿色环保的水性聚氨酯/层状双氢氧化物复合乳液,随后在UV辐照下制备纳米复合乳液涂膜.通过X-射线衍射和傅里叶红外分析证明了层状双氢氧化物的插层改性结构,并发现随着LDH-DS填充量的增大,涂膜的硬度及拉伸强度均有所提高.     

水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的性能研究

用丙烯酸酯改性水性聚氨酯制备了具有核壳结构的水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,系统地研究了水性聚氨酯(PU)含量、nNCO/nOH(初始物质的量比)、亲水性扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)用量及软硬单体质量比对WPUA乳液及其膜的性能的影响.结果显示,WPUA乳液胶粒呈核壳型结构,聚丙烯酸酯(PA)与PU链段具有...     

超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯的制备及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚丙二醇(PPG-2000)和PPG-纳米SiO_2溶胶为原料合成聚氨酯预聚体,用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)作亲水扩链剂并用1,4-丁二醇(BDO)、三羟甲基丙烷(TMP)作小分子扩链剂进一步提高相对分子质量,再用乙酸酐封端的超支化水性聚氨酯(AWHBPU)进行共混改性,采用内乳化法制备了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯。研究了超支化水性聚氨酯共混改性纳米SiO_2水性聚氨酯乳液的粒径及稳定性、黏度以及胶膜的热性能和力学性能。结果表明,AWHBPU含量4%的乳液体系较稳定;随着AWHBPU的引入,乳液黏度先减小后增大,当AWHBPU添加量为4%时,乳液黏度最小为66.55 mPa·s;当AWHBPU添加量为6%时,试样的最大拉伸强度可达到18.92MPa。