一种硅烷封端聚氨酯的合成及其在密封胶制备中的应用

设计了一种不同于以往同类型硅烷封端聚氨酯（SPU）预聚体的合成方案。以一种端—NCO硅烷和端—OH聚氨酯预聚体封端反应，得到硅烷封端聚氨酯预聚体。然后以此为基料，并添加催化剂和补强填料，通过配方筛选，制备了一种弹性密封胶产品。研究结果表明：当以MDI-100制备的产品作为调胶基料，以KH-540作为偶联剂，选择使用改性有机锡催化剂，w（纳米碳酸钙）=25%,w（疏水性白炭黑）=2%（相对于总质量而言）时，制备的密封胶综合性能较优。该密封胶克服了聚氨酯和硅酮密封胶的缺点，具有湿气固化特性，胶层不起泡、弹性好、可涂饰，综合性能优异，并且合成过程简单易控，产物稳定，目前已在工程密封领域得到了应用。     

单组分硅烷化聚氨酯密封胶的研制

通过改变SPU预聚体合成的工艺条件、原材料及配比,对单组分硅烷化聚氨酯密封胶的机械性能进行研究。结果发现:在600℃左右,4000分子量的聚醚与MDI反应,再用自制的LZ001偶联剂进行封端,在NCO/OH=1.5-1.8的范围内得到的预聚体,给密封胶带来很好的机械性能。     

反应型热熔聚氨酯的合成

以聚醚210、异佛尔酮二异氰酸酯（简称：IPDI）为原料,在催化剂条件下,以1,4-丁二醇、水和乙二胺为扩链剂,采用预聚法制备以NCO封端的反应型聚氨酯热熔胶。主要探讨了反应温度,搅拌强度和脱泡等条件的影响,并确定了最佳的制备条件。结果表明：预聚反应温度为80～85℃,反应3h后脱泡,1,4-丁二醇,水和乙二胺混合为扩链荆、NCO／OH=4、w（NCO）％=4%制得的热熔胶具有较高的软化点和固化速度。     

水性聚氨酯皮革涂饰剂的合成

以聚四氢呋喃醚和异佛尔酮二异氰酸酯为原料,在预聚反应中引入二羟甲基丙酸亲水扩链荆,以三乙胺为中和剂,采用内乳化法合成了阴离子型水性聚氨酯皮革涂饰剂。研究了NCO/OH摩尔比、DMPA引入量、乙二胺用量、封端荆正丁醇用量和存放时间对涂饰剂及膜性能的影响。     

脂肪族水性聚氨酯的合成

以聚四氢呋喃醚和异佛尔酮二异氰酸酯为原料,在预聚反应中引入二羟甲基丙酸亲水扩链剂,以三乙胺为中和剂合成了阴离子型脂肪族水性聚氨酯,研究NCO/OH摩尔比、DMPA引入量、热处理温度和存放时间对乳液及膜性能的影响。     

DPnB封端改性聚氨酯水分散体及助成膜性能

降低水性木器涂料中挥发性有机化合物(VOC)含量一直是研究的热点和难点,本文采用一元醇对聚氨酯预聚体封端改性,制备聚氨酯水分散体(b-PUD),探讨了封端剂种类、NCO封端度、NCO/OH摩尔比及软段聚多元醇种类等对b-PUD助成膜性能的影响。发现二丙二醇丁醚(DPn B)封端改性b-PUD的助成膜能力最好,且随封端度增加助成膜能力增强;聚醚二元醇为软段合成的b-PUD助成膜能力较聚酯二元醇好,以聚醚N210最好。当封端度80%,NCO/OH摩尔比1.5,制备b-PUD添加量为25%时,复配乳液的最低成膜温度(MFT)为2.9℃;该b-PUD制备水性透明底漆的VOC含量低至28 g?L?1,其涂膜具有优异的打磨性和高透明度。     

软包装印刷用水性聚氨酯制备的研究

以—NCO为端基的聚氨酯预聚体为扩链剂合成了对软包装塑料薄膜具有较好附着力的水性聚氨酯,并对其力学性能进行了研究。结果表明,当—NCO与—OH物质的量比为1.225∶1,中和与乳化同时进行时可以得到附着力和T型剥离强度较好的水性聚氨酯。     

双组分聚氨酯密封胶的制备与性能研究

以聚醚多元醇和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为主要原料,制备了双组分PU(聚氨酯)密封胶,并优选了端—NCO基预聚体的合成条件。研究结果表明:当n(3官能度聚醚多元醇)∶n(2官能度聚醚多元醇)=1.2∶1.0时,加入MDI后,70~75℃反应4 h,可得到w(—NCO)=4.5%的端—NCO基预聚体;当A组分、B组分按照R=n(—NCO)∶n(—OH)=1.1∶1~1.4∶1配比混合均匀时,制得的PU密封胶具有良好的粘接性能和热稳定性。     

聚氨酯-铬(Ⅲ)络合物的合成与表征

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和酒石酸(TA)为原料合成了NCO基封端的预聚体,用聚乙二醇(PEG400)进行扩链反应,合成了水溶性较好的聚氨酯配体,再与Cr(Ⅲ)络合,制备了聚氨酯-铬(Ⅲ)络合物。讨论了反应时间、反应温度等对聚氨酯配体合成反应的影响。结果表明,预聚和扩链阶段的最佳反应温度和时间分别为60℃、1h和75℃、3h。FTIR、DSC、TGA和NMR等表征结果表明,所得的聚氨酯配体及其铬(Ⅲ)络合物为目标产物。     

高弹性改性聚醚密封胶的制备与密封性能研究

使用聚醚二元醇等材料实现封端,制备硅烷封端聚醚预聚体,将该预聚体作为基础制备高弹性改性聚醚密封胶。通过试验确定吸附剂用量,分析温度对密封胶弹性影响以及密封胶的固化性能。研究不同湿度下密封胶的吸水率变化,并测试密封胶的粘结性能。试验结果显示,多孔二氧化硅吸附剂能够提升硅烷封端聚醚预聚体性能;密封胶所处环境温度越高,弹性模量呈现下降趋势,弹性恢复率没有出现明显变化;周围环境湿度的增加能够提升密封胶吸水性,使得密封胶不易开裂,养护28 d的密封胶在粘结金属材料和陶瓷材料时密封效果更好,密封性能更高。     

磁鼓刮板用聚氨酯弹性体的制备及性能研究

采用低聚物多元醇和二异氰酸酯合成预聚体,以3,5-二甲硫基甲苯二胺（E-300）为扩链剂,加入内掺型抗静电剂制备了磁鼓刮板用聚氨酯弹性体（PUE）。讨论了低聚物多元醇和异氰酸酯类型、预聚体NCO含量、扩链系数（NH,／NCO摩尔比）和抗静电剂加入量对PUE性能的影响。结果表明,当采用聚四氢呋喃醚二醇（PTMG-1000）、甲苯二异氰酸酯（TDI-100）为原料,预聚体NCO质量分数为5．50％、扩链系数为O．95、抗静电剂用量为5％时,制得的PUE具有优良的力学和抗静电性能,能够满足磁鼓刮板的应用要求。     

端烷氧硅基聚氨酯预聚体及其密封胶的制备

采用聚醚二元醇与二异氰酸酯进行扩链反应合成了端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,然后以活性较低的仲胺基硅烷为封端剂,将其转变为端基为三烷氧硅基的聚氨酯预聚体,通过红外光谱表征了预聚体结构,探讨了聚醚二元醇摩尔质量、异氰酸酯基与羟基物质的量之比、二异氰酸酯种类对预聚体性能的影响,还在较佳条件下制得端烷氧硅基聚氨酯密封胶并测试了其性能。结果表明：随着聚醚二元醇摩尔质量的升高,端烷氧硅基聚氨酯预聚体的黏度、密封胶拉伸强度和硬度降低,拉断伸长率提高;随着异氰酸酯基与羟基投料时的物质的量之比(R值)的增大,预聚体的黏度和拉断伸长率降低,拉伸强度和硬度升高;当二异氰酸酯选择二苯基甲烷二异氰酸酯时,与选用异佛尔酮二异氰酸酯时相比,预聚体外观颜色更深,黏度、拉伸强度和硬度更高,拉断伸长率更低;在二异氰酸酯选择二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚二元醇摩尔质量为4 000 g/mol、R值为1.7的较佳条件下制得的端烷氧硅基聚氨酯密封胶表干时间为36 min, 24 h固化深度为2.7 mm,挤出性为270 mL/min,拉伸强度为1.5 MPa,拉断伸长率为230%,邵尔A硬度为34度,综合性能良好。     

Synthesis and properties of MDI-50 type polyurethane elastomer

以聚醚多元醇和MDI-50为原料,采用预聚物法合成预聚体,再和扩链剂MOCA进行扩链合成聚氨酯弹性体。研究了预聚体中不同异氰酸酯基（—NCO）质量分数对MDI-50型聚氨酯弹性体性能的影响。采用差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TG）、红外光谱（FTIR）及力学性能等测试方法对聚氨酯弹性体的结构与性能进行了表征和分析。结果表明：预聚体反应体系中NCO/OH摩尔比增大,预聚体中—NCO质量分数增加,预聚体的黏度降低,相应的聚氨酯弹性体的硬度和玻璃化转变温度提高,断裂伸长率降低,而拉伸强度和撕裂强度先增加后下降;当NCO/OH摩尔比为2.22时,聚氨酯弹性体力学性能较好;—NCO质量分数对聚氨酯弹性体的热稳定性影响不大。     

PCL/MDI体系聚氨酯弹性体力学性能的研究

以聚己内酯二醇(PCL)和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,用二元醇1,4-丁二醇(BDO)和三元醇(TMP)混合物作扩链剂制备了聚氨酯(PU)弹性体,研究了预聚体NCO基含量、扩链剂用量和扩链系数对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明,聚氨酯弹性体的硬度、模量和强度随预聚体NCO基含量的增加而增加,扩链剂三元醇质量分数超过20%后,弹性体力学性能下降幅度较大,扩链系数大于0.95时,聚氨酯的力学性能急剧降低。     

阳离子水性封闭型聚异氰酸酯交联剂的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和三乙醇胺(TEOA)制备支化型异氰酸酯基(—NCO)封端的预聚体,分别以N-甲基二乙醇胺(MDEA)和聚乙二醇(PEG)为亲水扩链剂,最后用二甲基吡唑(DMP)封闭剩余的—NCO基团得到阳离子水性封闭型聚异氰酸酯交联剂,并用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了交联剂的结构。主要研究了预聚反应时异氰酸酯指数(R_1值)以及亲水扩链剂的种类对交联剂性能的影响。研究表明:亲水扩链剂的种类对交联剂的解封温度有显著的影响,当以MDEA为亲水扩链剂、R_1值为1.9时,交联剂的性能达到最佳。     

非离子型聚氨酯-丙烯酸酯复合细乳液的研究

首先通过异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚多元醇缩聚,以1,4-丁二醇为扩链剂制得—NCO为端基的非离子型聚氨酯(PU)预聚体大分子,然后分别用乙醇和丙烯酸羟乙酯(HEA)对其封端。经细乳液聚合法与甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚得到聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。结果显示:当细乳化时间为5min、细乳化转速为14000r/min以上时,制备出的细乳液较为稳定;随着PU预聚体用量和分子量的增加,聚合反应速率和最终单体转化率都有所下降;并且HEA封端的PU预聚体与MMA和BA形成了交联网络结构。     

硅烷封端的聚丁二烯氨基甲酸酯脲密封胶的制备与性质

由甲苯二异氰酸酯(TDI)和端羟基聚丁二烯(HTPB)合成了聚丁二烯氨基甲酸酯脲,用单氨基烷氧基硅烷封端,获得了单包装硅烷封端的聚丁二烯氨基甲酸酯脲密封胶,研究了不同封端剂、不同比例扩链剂以及多种填料对密封胶性质和固化速度的影响。     

单组分硅烷封端聚氨酯密封胶的研制

以聚醚多元醇和TD I为主要原料,合成预聚体,对预聚体用硅烷进行封端,添加白炭黑、碳酸钙等补强填料,研制了单组分湿气固化密封胶。探讨了多元醇的最佳配合比例、预聚体NCO含量以及封端剂的选择。该密封胶贮存稳定,拉伸强度>2.0 MPa,伸长率>300%。     

NCO含量对水性聚氨酯乳液性能影响的研究

以自制聚酯多元醇和过量的2,4一甲苯二异氰酸酯为原料进行预聚反应,合成含异氰酸酯端基的预聚体,再以二羟甲基丙酸为亲水剂,引入二元醇进行扩链反应,制备了水性聚氨酯。研究了残留NCO含量及NCO／OH比值对乳液合成及性能的影响。研究认为控制NCO／OH比值在2．0～2．5之间,残留NCO含量在3．0％～3．5％之间时,制备的乳液性能最佳。     

硅烷化聚氨酯及其密封胶的制备和性能研究

合成了不同结构的硅烷化聚氨酯预聚物(SilylatedPolyurethane,SPU),其中封端剂OLJ-3(仲胺类活性硅烷)封端的硅烷化聚氨酯的性能优于其他的封端剂封端的硅烷化聚氨酯;不同的NCO/OH的反应配比和不同分子质量的聚醚可以合成出不同分子质量和粘度的硅烷化聚氨酯;分子质量高,则硅烷化聚氨酯的断裂伸长率高,模量和强度低,反之,分子质量低,则硅烷化聚氨酯的断裂伸长率低,而模量和强度高。