有机氟硅改性水性聚氨酯的合成及应用

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,乙二胺(EDA)为后扩链剂,八氟戊醇(OFP)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性单体制备了氟硅改性水性聚氨酯乳液(FSiWPU),并将其用于亚麻织物整理.采用FTIR和XPS...     

有机氟、硅改性水性聚氨酯的研究进展

由于强疏水性有机氟、硅的引入,解决了水性聚氨酯耐水耐油性差的问题,大大拓展了其应用领域,受到了广泛关注。本文系统地综述了近年来有机氟、硅改性水性聚氨酯的研究进展,比较了不同改性方法的优缺点,并指出了今后的发展方向。     

有机氟改性水性聚氨酯的研究进展

着重介绍了近年来国内外有机氟改性水性聚氨酯的合成方法和性能,指出了这些合成工艺中尚存在的问题,并对问题作以简要分析。最后对有机氟改性水性聚氨酯的未来提出了展望。     

双羟基四配位硅改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能

通过二步法制备了双羟基四配位硅（DHTS）改性水性聚氨酯，研究了n（NCO）／n（OH）、二羟甲基丙酸（DMPA）的含量、DHTS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响。结果发现，确定n（NCO）／n（0H）在1．5～1．7之间，DMPA质量分数在5％左右，DHTS质量分数为2．6％时，制得的乳液外观呈蓝光半透明，稳定性高；涂膜耐热性高、吸水率低。与乙二胺作扩链剂时相比，用双羟基四配位硅作扩链剂合成出来的水性聚氨酯各方面性能均有所提高。     

氟改性水性聚氨酯复合乳液的合成及其性能研究

采用聚四氢呋喃醚二元醇（PTMG-1000）和聚碳酸酯二元醇（PCDL-1000）作为混合软段,以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）及 1,4-丁二醇（BDO）作为硬段,并通过全氟己基乙基甲基丙烯酸酯改性制备了水性含氟聚氨酯乳液（WFPUA）。研究了含氟单体用量对乳液稳定性、胶膜耐水性以及织物防水性能的影响。结果表明：随着含氟单体用量的增加, WFPUA胶膜的水接触角随之增大,当含氟单体质量分数达到 25%时,胶膜水接触角达到 119. 9°,吸水率仅为 10. 05%,处理过的织物沾水等级高达 4~5级。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的性能研究

以环氧树脂E–44、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)以及三羟甲基丙烷(TMP)为原料,合成一种端双羟基的扩链剂MET。以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸1,4–丁二醇酯(PBA)、1,4–丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)以及MET为主要原料,合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。探讨了MET的加入量对WPU性能的影响,通过傅里叶红外光谱(FT–IR)、差示扫描量热(DSC)、热失重(TG)研究了树脂胶膜结构、结晶性和耐热性,并通过拉伸测试研究了改性树脂的力学性能。结果表明:MET引入到聚氨酯分子链上,当w(MET):w(WPU)为5.0:50时,胶膜的最大拉伸强度为42.1 MPa,断裂伸长率为411.8%;MET的加入能明显提高聚氨酯胶膜的热稳定性。     

有机氟接枝改性含硅水性聚氨酯的制备及性能

将2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇(PFIP)与异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(IPDIT)反应合成了有机氟接枝的异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(FIPDIT),再以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)和FIPDIT等为原料制备了一系列有机氟接枝的含硅水性聚氨酯(FSWPU).通过FTIR、TGA、水接触角、拉伸性、耐溶剂性等对FSWPU结构与性能进行了表征与测试.结果表明,FSWPU乳液性能稳定,当FIPDIT含量为5％(以预聚体的总质量为基准,下同)时,FSWPU乳液平均粒径为168 nm,吸水率为9.7％,接触角为113.5°,拉伸强度为26.7 MPa,断裂伸长率为328％,热失重10％、30％、50％的温度分别为302、329、350℃.胶膜的耐水性能、耐溶剂性和力学性能等都有明显提升.     

不同二胺类后扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚、聚碳酸己二醇酯和二羟甲基丙酸等为主要原料合成了水性聚氨酯(WPU),研究了乙二胺、二乙烯三胺和异佛尔酮二胺分别作为后扩链剂对乳液稳定性和成膜物性的影响。结果表明,以异佛尔酮二胺后扩链制备的WPU综合性能较好;随着异佛尔酮二胺用量的增加,WPU乳液稳定性提高,胶膜的耐水和耐溶剂性能提高,力学性能改善,但扩链比例过高,不利于WPU综合性能的改善,在本实验条件下,适宜的扩链比例为75%。     

有机硅改性水性聚氨酯

有机硅改性聚氨酯材料，是由低聚物多元醇构成的软段和二异氰酸酯和扩链剂构成的硬段交替共聚而成，其特征在于在后扩链的过程中采用了可与异氰酸酯基反应的氨基类硅烷偶联剂。本发明还提供了制备这种有机硅改性水性聚氨酯的方法。由于本发明采用氨类硅烷偶联剂，可以在预聚物水分散后加入到体系中，在预聚物的合成中可以不用溶剂或少用溶剂。氨类硅烷偶联剂的胺基可以和残留异氰酸酯基反应而使预聚物扩链，     

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。     

环氧基四配位硅改性水性聚氨酯及性能分析

通过二步法制备了环氧基四配位硅（ETCS）改性水性聚氨酯，研究了n（-NCO）：n（-OH）、二羟甲基丙酸（DMPA）的含量、ETCS含量对水性聚氨酯乳液及成膜性能的影响，确定了n（-NCO）：n（-0H）在1．5-1．7之间，DMPA质量分数在5％左右，ETCS质量分数小于3％时制得的乳液外观呈蓝光半透明，粒子半径小，稳定性高；涂膜耐热性高、吸水率低。实验证明ETCS作为扩链剂比乙二胺作扩链剂时合成的水性聚氨酯各方面性能均有提高。     

水性聚氨酯用磺酸型扩链剂的制备与性能研究

以乙二胺与2-氯乙基磺酸钠为原料,优化合成条件为氢氧化钠调节反应液pH为10,2-氯乙基磺酸钠采用滴加的方式,以无水乙醇判断反应终点,合成了水性聚氨酯用磺酸型扩链剂N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠。采用红外光谱、核磁氢谱、核磁碳谱、X射线衍射、元素分析等手段对产物进行了表征和结构分析,结果表明:以本文所述方法制得的产物提纯后纯度可达98.2%,作为亲水扩链剂可成功制备出高固含量低黏度的磺酸型水性聚氨酯分散液。     

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。     

高固含量水性聚氨酯的合成及工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇酯(721)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)为基本原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和磺酸盐(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水性聚氨酯乳液;考察了R值、聚酯/聚醚(—OH物质的量)比、DMPA、磺酸扩链剂和外乳化剂用量对乳液性能的影响。结果表明:R值为1.4,聚酯/聚醚(—OH物质的量)比为2:1,DMPA用量为1.6%,磺酸扩链剂为0.25%,外乳化剂用量为1.6%时,合成的乳液固含量可高达55%,黏度低,力学性能优异。     

有机硅/丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚酯二元醇(XH-111)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)等为主要原料,分别制得HEA封端和HEA、KH-550共同封端的水性聚氨酯乳液,再加入丙烯酸酯单体进行自由基引发聚合,分别制备出丙烯酸酯改性和丙烯酸酯、KH-550共同改性的水性聚氨酯复合乳液。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,对改性水性聚氨酯乳液的结构和胶膜的热稳定性、结晶性和力学性能进行了考察。结果表明,改性水性聚氨酯的结晶性降低,热稳定性提高。当w(丙烯酸酯)增大到20%,w(KH-550)增大到15%时,胶膜的拉伸强度由5.6 MPa增加到23.9 MPa,断裂伸长率由491%降到247%。     

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。     

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。     

环氧树脂改性水性聚氨酯油墨连结料的合成与性能

以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯和二羟甲基丙酸为主要原料,采用环氧树脂改性制备出稳定的水性聚氨酯油墨连结料。水性油墨连结料的红外光谱分析说明合成了水性聚氨酯结构油墨连结料;差示扫描量热法测试表明环氧树脂复合改性增加了涂膜交联度,涂膜玻璃化转变温度(Tg)明显提高;粒径分布分析说明经过环氧树脂改性水性聚氨酯树脂的粒径分布变宽;热失质量分析说明环氧树脂改性增加了涂膜的耐热性;水性聚氨酯油墨性能测试说明水性油墨连结料PUIV-1的基本性能优于所用的水性丙烯酸连结料。     

羟烷基聚二甲基硅氧烷改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以羟烷基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氧化丙烯二醇N220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,制备了改性水性聚氨酯(WPU)乳液,研究了PDMS用量对其乳液性能、固化膜机械性能和表面性能的影响。结果表明,随PDMS用量的增加,WPU乳液粒径先增大后减小,而其粘度先降低后增加。PDMS改性WPU能明显改善固化膜的性能,增加PDMS的用量,固化膜的拉伸强度、硬度和耐水性及光泽度提高,透光度、耐热性和断裂伸长率降低。当软段中PDMS质量分数为20%时,WPU的综合性能最优,在光泽度、耐水、透光率和力学性能方面明显优于羟基硅油改性样品。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的合成与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃、二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等为基本原料,甲基丙烯酸羟乙酯为封端剂,三乙胺为中和剂,乙二胺为扩链剂,采用原位乳液共聚法合成了丙烯酸酯改性聚氨酯乳液。用TEM和FT-IR分析了聚合物的结构,并对成膜物的力学性能、吸水率、耐候性等进行了测试。研究结果表明,经过50％丙烯酸酯改性后,成膜物的拉伸强度由11．5MPa提高到24．1MPa,吸水率由13．6％下降到7．2％。