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%。     

乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以聚醚220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,丁二醇(BD)和乙二胺(EA)为小分子扩链剂,按不同配比合成了系列水性聚氨酯分散体。主要考察了乙二胺扩链剂用量对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径、粘度以及膜吸水性和力学性能的影响。结果表明,随乙二胺扩链剂用量的增加,乳液粒径增大、分散稳定性变差、粘度减小、胶膜的拉伸强度增加、断裂伸长率减小、耐溶剂性增加、吸水率变化不明显、硬段相Tg升高,软硬段相分离程度增加。胶膜的ATR红外表现为PPG类聚醚型聚氨酯典型的红外光谱。     

基于NaOH中和剂制备羧酸型水性聚氨酯及其性能分析

以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂，与异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇等反应合成聚氨酯预聚体，以NaOH为中和剂，制备了一系列羧酸型水性聚氨酯(WPU)。通过观察乳液外观，测试乳液的粒径和离心稳定性及胶膜的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、力学性能、水接触角和吸水率，探究了DMPA含量对基于NaOH中和剂的水性聚氨酯性能的影响。结果表明，采用NaOH作为中和剂制备稳定的WPU乳液，并且，随着预聚体中亲水基团含量的增加，乳液的平均粒径和胶膜的水接触角逐渐减小，水性聚氨酯膜的拉伸强度逐渐增大，当亲水基团含量为1.1%时，WPU乳液粒径为43.95 nm,胶膜拉伸强度为51.85 MPa。     

酰胺基扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

以二乙醇胺(DEA)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,合成了N-(2-吡咯烷酮乙基)二乙醇胺(DVP)扩链剂,再以DVP、聚醚二元醇(N220)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、一缩二乙二醇(DEG)为主要原料,合成了不同DVP质量分数的水性聚氨酯。采用FTIR和1HNMR表征了DVP的结构,通过FTIR、TGA分析了改性水性聚氨酯的结构,并测定了其乳液的粒径和胶膜的力学性能、吸水率。结果表明:当w(DVP)=0.5%时,乳液粒径为44 nm时,合成的聚氨酯胶膜综合性能最佳,拉伸强度为21.04 MPa,断裂伸长率为854.6%,失重5%和50%的温度(T5%、T50%)分别为269.9和343.5℃,吸水率为13.41%。与未改性水性聚氨酯相比,DVP扩链的水性聚氨酯在力学性能、耐热性和耐水性均有显著提高。     

有机氟硅共改性水性聚氨酯乳液的合成及其性能

将异佛尔酮二胺(IPDA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)进行Micheal加成反应,合成端仲胺基的有机氟化合物(DFMA-IPDA)。以该化合物为扩链剂、聚醚改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)为二元醇,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)聚合制备了有机氟和硅改性的水性聚氨酯(WPU),研究了有机氟和/或硅用量对WPU乳液性能和胶膜性能的影响。结果表明:用该方法合成的DFMA-IPDA纯度达99.2%,和一定量的PDMS共改性可合成稳定的WPU乳液。随两者用量的增加,WPU乳液的平均粒径增大,胶膜的热稳定性、耐水性提高,表面水接触角增大。PDMS可提高WPU胶膜的柔性,而DFMA-IPDA可提高胶膜的韧性。用PDMS和DFMA-IPDA共改性能获得综合性能优异的WPU,当扩链剂完全采用DFMA-IPDA,PDMS用量为4%时,WPU胶膜的吸水率为4.5%,水接触角达到102.3°。     

扩链剂对单组分阴离子型水性聚氨酯涂料性能的影响

以一缩二乙二醇(DEG)和DEG与4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)的混合物分别为扩链剂,研究了扩链剂对单组分阴离子型水性聚氨酯(WBPU)乳液粒径、乳胶膜力学性能和吸水率的影响。结果表明:以DEG和BPA的混合物为扩链剂时制得的乳液平均粒径较大,分布宽;乳胶膜的拉伸强度高,延伸率小;乳胶膜的吸水率降低,且在浸泡48 h后已基本趋于饱和。制得WBPU乳胶膜试样的拉伸强度和延伸率分别为9.09 MPa、453%;酸、碱处理后的拉伸强度和延伸率分别为7.41 MPa、8.36 MPa和479%、429%。     

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%。     

蓖麻油改性磺酸型水性聚氨酯性能研究

采用蓖麻油、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)和1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水基,合成了一系列由蓖麻油改性的磺酸型水性聚氨酯乳液,并固化成膜。通过FT-IR、粒径测试、吸水率与接触角测定、力学性能测定、TG等手段研究了蓖麻油含量对水性聚氨酯乳液与胶膜的影响。结果表明:蓖麻油成功接入聚氨酯分子主链中;随着蓖麻油含量的增加,乳液粒径逐渐增大;胶膜的吸水率先减小后增大,接触角先增大后减小,拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率逐渐减小。当蓖麻油与PCL质量比为0.5时,胶膜吸水率最小,接触角最大,为95.18°,拉伸强度最大,为15.15 MPa,综合性能最好。通过TGA表明,蓖麻油的引入,胶膜的耐热性也有所提高。     

阴离子型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以聚醚二元醇（N220）和甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料,以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂,1,4-丁二醇（BDO）和乙二胺（EDA）为小分子扩链剂,三乙胺（TEA）为中和剂制备一系列不同配方组成的水性聚氨酯乳液。研究亲水扩链剂含量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明：DMPA的含量在4%~8%之间可获得比较稳定的乳液。随着DMPA含量的增加,乳液的粒径逐渐减小,粒径分布变窄,胶膜的吸水率增加,拉伸强度增大,断裂伸长率减小。综合考虑,DMPA的含量为6%时,胶膜性能较好。DSC分析表明,随着DMPA含量的增加,水性聚氨酯微相分离的程度增大。扫描电子显微镜（SEM）测试,可以清楚看到分布均匀的纳米水性聚氨酯球形粒子。     

有机硅改性水性聚氨酯在合成革中的应用研究

以聚酯二元醇(PBA2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)小分子扩链剂,通过在聚氨酯中加入聚有机硅二元醇(分子量1 000),控制R值不变,改变有机硅二元醇比例合成一系列的聚氨酯乳液,并对有机硅水性聚氨酯及其在合成革中的应用性能进行研究。结果表明,有机硅二元醇的引入使水性聚氨酯乳液粘度由37.27 Pa·s降低到19.35 Pa·s,胶膜吸水率由18.8%减小到12.5%,拉伸强度逐渐降低,作为涂饰剂用于合成革顶层,使合成革干、湿色牢度分别由3.5、4等级提高到5,展色性良好。     

硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚醚210、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,胺类硅烷偶联剂为后扩链剂,按不同配比合成了系列有机硅改性水性聚氨酯分散体。主要考察了硅烷偶联剂质量分数对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径以及胶膜吸水性和耐热性的影响。结果表明,随硅烷偶联剂质量分数的增加,乳液粒径增大,分散稳定性良好,胶膜的耐水性明显提高;胶膜的耐热性能明显提高,并且发生了交联反应;胶膜的ATR红外显示体系中形成的脲键随硅烷偶联剂的质量分数增加而增多。     

新型阳离子水性聚氨酯的合成与表征

以聚氧化丙烯二元醇(PE220)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以自制的阳离子亲水单体Y-E51作为扩链剂,制备了阳离子型水性聚氨酯乳液(WPU),讨论了Y -ES1的摩尔分数对WPU乳液粒径分布及胶膜力学性能的影响,并通过红外光谱对产物的结构进行表征.结果表明:随着Y -E51摩尔分数的增加,乳液粒径分布变窄,胶膜的吸收率、甲苯溶胀率变大,拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当Y -E51的摩尔分数为18％,胶膜的力学性能最佳.     

高固含量高强度水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以聚酯二元醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为主要原料,分别合成了高亲水性的小粒径水性聚氨酯乳液(WPU1)和低亲水性的聚氨酯预聚物(WPU2)。以WPU1乳液乳化WPU2得到了固含量高达70%的水性聚氨酯乳液WPU3,其成膜后的力学性能优异,拉伸强度最高超过50 MPa,胶膜的吸水率较低,有良好的耐水性。     

聚酯－ 聚醚复合型水性聚氨酯的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇和聚醚二元醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯、扩链剂2,2 － 二羟甲基丙酸( DMPA) 及1,4 －丁二醇为硬段,用预聚法制备了稳定的阴离子型水性聚氨酯乳液及其胶膜,用红外光谱对其结构进行了表征,并研究了DMPA 用量和n( —NCO) /n( —OH) 对聚氨酯乳液稳定性及胶膜性能的影响。结果表明,聚酯－聚醚复合型水性聚氨酯胶膜具有优异的耐水性;在聚酯二元醇与聚醚二元醇的质量比为1 /1 的情况下,当DMPA 质量分数为6%、n( —NCO) /n( —OH) 为1. 3 时水性聚氨酯乳液及其胶膜的综合性能较好。     

聚醚型阳离子水性聚氨酯的合成及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇、亲水扩链剂和其他小分子多元醇反应合成阳离子水性聚氨酯乳液,讨论了不同异氰酸酯、扩链剂用量对阳离子水性聚氨酯乳液的状态、涂膜的耐水与机械性能的影响。结果表明,随异氰酸酯用量的增加,涂膜的强度及硬度逐渐提高,但涂膜的柔韧性降低、弹性下降;随N-甲基二乙醇胺(MDEA)用量的增加,涂膜的机械性能及耐水性降低;异氰酸酯的含量为47.3%、扩链剂MDEA的含量为4.3%时,乳液具有较好的贮存稳定性,且涂膜的断裂伸长率为1568%,48h吸水率为4%,具有较好的柔韧性及耐水性能。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、2,2-二羟甲基丙酸等为原料合成了聚氨酯预聚体,通过KH-792[N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷]对其进行双氨基扩链,并中和乳化合成PCDL-WPU(聚碳酸酯型水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:随着KH-792加入量的增加,制备的水性聚氨酯乳液凝胶温度最高可达89℃,乳液粒径变大,胶膜的吸水率降低;当加入w(KH-792)=2%(相对于水性聚氨酯乳液总质量而言)时,扩链的乳胶膜失重5%,分解温度最高可达271℃;当加入w(KH-792)=3%时,乳胶膜拉伸强度最高可达14.2 MPa,断裂伸长率呈下降趋势。     

磺酸型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和聚醚二元醇(N210)为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,乙二胺基磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,成功制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了A95含量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。通过红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、粒径和力学性能测试等分析手段研究了乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明:所制备的水性聚氨酯乳液粒子规整性较好,分散均匀;随着A95含量增加,粒径逐渐减小;当A95含量为5%时,乳液具有良好的室温贮存稳定性,胶膜的综合性能优异。     

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。     

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能研究

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为接枝剂,全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)为改性剂,合成了一系列含氟丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液(WPUFA),并干燥成膜。考察了FA用量对WPU/WPUFA乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、接触角、力学性能和热重分析(TGA)等手段对其进行表征。结果表明,FA成功接入到水性聚氨酯分子链中;随着FA含量增加,乳液粒径增大,胶膜接触角变大,吸水率变小,拉伸强度变大,断裂伸长率变小;FA的引入使胶膜耐热性能变好,当FA在胶膜中的质量分数为40%时,胶膜的综合性能最佳。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.