脂肪族水性聚氨酯的合成研究

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺为主要原料,采用预聚体法制备了脂肪族水性聚氨酯(PU)乳液,研究了HDI与聚酯多元醇摩尔比(R值)、DMPA用量及中和度对PU乳液及胶膜性能的影响。结果表明,当R值为3.00～3.25、DMPA质量分数为3.28%左右、中和度为100%时,所合成的PU乳液稳定性最好,胶膜的综合性能最佳。     

高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液的合成

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂制备了高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液。聚氨酯薄膜经红外光谱分析证实聚氨酯分子中含有磺酸基团。系统研究了—NCO/—OH物质的量比(R值)、DMPA含量和AAS含量对乳液及胶膜性能的影响。研究结果表明:当R值为1.6、DMPA含量为0.8%～1.0%、AAS含量为3.5%时,获得的乳液和胶膜的综合性能最佳。     

丙烯酸异冰片酯共聚改性水性聚氨酯乳液的合成

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯多元醇XCP-244和丙烯酸异冰片酯(IBOA)为主要原料,采用共聚改性的方法制备了IBOA改性水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。研究了改性反应的工艺条件,并对复合乳液及胶膜的性能进行了分析讨论。通过研究配方中的R值、DMPA含量、DEG含量、中和度以及反应时间对复合乳液的黏度、稳定性以及胶膜的吸水率、拉伸强度的影响,确定了较适宜的改性工艺条件。最终确定的IBOA改性水性聚氨酯的工艺条件为:R值1.80、DMPA含量5%、DEG含量0.75%、中和度100%、反应时间5 h。并通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪、拉伸测试仪等仪器对改性后的WPUA复合乳液及胶膜进行表征和分析。结果表明,改性后的水性聚氨酯胶膜的耐热性、拉伸强度均有一定提高。     

封闭型水性多异氰酸酯乳液的制备和表征

以咪唑作为封闭剂,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和三乙胺(TEA)为原料制备了封闭型水性多异氰酸酯乳液。采用FTIR表征了乳液结构,由热失重法分析了咪唑的解封温度,探讨了不同R值、DMPA含量和中和度对乳液性能的影响。结果表明:采用预聚体后封端的方法制备出了一系列阴离子水性多异氰酸酯乳液,当预聚体R值为2.0,亲水单体DMPA质量分数为6%,中和度为100%时乳液性能较好。     

环氧改性高固含水性聚氨酯消光树脂的制备及性能研究

用聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、间苯二甲基异氰酸酯(mXDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为预聚物反应单体,以2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠(A95)和乙二胺为扩链剂,利用预聚体分散法制备高固含水性聚氨酯(WPU)消光树脂乳液及胶膜,分析了乳液表观黏度、乳化工艺、R值[n(—NCO)∶n(—OH)]、磺酸盐扩链剂的用量等因素对乳液固含量的影响,探讨了环氧改性高固含水性聚氨酯消光树脂的性能。当乳化转速为3 500 r/min左右,中和度为90%左右,R值为1.9时,A95含量为30%时,环氧树脂含量为7.5%时,能够制得固含量为40%以上的WPU乳液稳定性好,性能优异。     

PVC手套涂饰剂的研制

以聚醚二元醇(N210)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为原料,采用丙酮法合成出了水性聚氨酯乳液。实验选用了一种高价金属离子化合物与水性聚氨酯乳液混合制得了性能良好的PVC手套专用的涂饰剂。着重探讨了R值、DMPA、TMP用量及中和度对乳液及成膜性能的影响。研究结果表明:控制R值为5～6、DMPA质量分数为7.5%～8%、TMP质量分数为1%、中和度为90%时所制得乳液的稳定性、粘度均能达到要求;通过高价金属离子化合物的引入,改善了涂层的附着力和耐水性。用该涂饰剂涂饰的手套具有良好的爽滑性和穿戴性。     

磺酸型水性聚氨酯乳液制备工艺的研究

以聚氧化丙烯二醇(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r磺酸型水性聚氨酯乳液;通过性能测试,研究了R[n(-NCO):n(-OH)]值、DHPA含量对乳液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了表征.结果表明,随着R值的增大,乳液的黏度下降.胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降;当R=2时,随着DHPA含量的增加,乳液的平均粒径变小,乳液的稳定性逐渐增强,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则先增大后减小;当DHPA含昔为5%时,胶膜的力学性能最佳;性能测定表明:采用分散和中和同时进行的方式,制备的水性聚氨酯乳液综合性能较好.     

阴离子含氟水性聚氨酯乳液的合成与表征

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚(PTMG)、全氟醇(Rf-OH)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料合成了阴离子含氟水性聚氨酯乳液(FWPU)。通过红外光谱(FT-IR)、热失重(TG)、X-衍射(XRD)等测试对FWPU进行了表征,讨论了Rf-OH含量、DMPA含量、R值(NCO与OH摩尔比)等对FWPU乳液贮存稳定性和乳胶膜耐水性能的影响。结果表明,由于全氟烷基的引入,WPU的热稳定性得到提高,其乳胶膜的表面性能得到明显改善;当Rf-OH质量分数为28%、DMPA质量分数为5.20%、R值在1.05～1.15之间时,FWPU乳液贮存稳定性和乳胶膜耐水性能较好。     

水性聚氨酯乳液粘度的影响因素研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(N220)、一缩二乙二醇(DEG)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料合成了水性聚氨酯(WPU)乳液,研究了丙酮含量、DMPA含量、乳液固含量、中和度和中和剂种类对WPU乳液粘度的影响。研究结果表明,DMPA含量越高、中和度越大,乳液粘度越大;随着丙酮含量的增加,乳液粘度呈先降后增再降的趋势;在低固含量时,乳液粘度随固含量增加而变化不大,在高固含量时,乳液粘度随固含量增加而明显增大;用三乙胺(TEA)中和的WPU乳液,其综合性能最好。     

提高水性聚氨酯耐水性的研究

为了制备耐水性能较好的水性聚氨酯(WPU),以聚酯二元醇(PBA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了WPU乳液,着重探讨了DMPA含量、R值[即n(-NCO)/n(-OH)]和交联剂对WPU胶膜耐水性能的影响。实验结果表明,当w(DMPA)=4%、R=1.5时,制得的WPU胶膜耐水性较好;采用不同的室温交联剂对WPU进行交联改性,当w(氮丙啶型交联剂A)=3%时(相对于WPU乳液干固量而言),WPU胶膜的吸水率降低至3%左右,并具有较好的持久耐水性。     

含有磺酸基团的水性聚氨酯的制备

本文以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过逐步聚合反应,合成了聚氨酯预聚体;再以羧酸型亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)和自制的磺酸型亲水扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),通过扩链反应,制备了兼有磺酸盐和羧酸盐的水性聚氨酯乳液,并对胶膜进行力学性能的测试和分析;测定了乳液的固含量,重点研究了反应温度、亲水基团含量(DMPA和DHPA在预聚体中的百分含量)和DHPA在亲水基团中的含量对胶膜力学性能的影响。研究结果表明,通过逐步聚合和扩链反应,可成功地制得固含量高达70%,兼有磺酸和羧酸的水性聚氨酯乳液;且当R值(NCO/OH)为2,亲水基团含量为5%,DH-PA在亲水基团中的含量为20%时,胶膜的断裂伸长率达2135%。     

聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液的制备和性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N210)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体法合成了系列聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液。讨论了中和度、乳化时加水速度、乳化扩链温度、乙二胺(EDA)加入量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,中和度控制在100%,乳化时加水速度控制在100mL/min,乳化和扩链温度控制在0～5℃、EDA用量为扩链剂理论用量的60%时,所得到的聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液及胶膜综合性能最好。     

硅烷偶联剂改性高固含量水性聚氨酯的合成

以聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二酯和异佛尔酮二异氰酸酯等为主要原料,以硅烷偶联剂KH550为改性剂,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和(1,3-二氨基)-丁基磺酸钠(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量硅烷偶联剂改性水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了乳化剂、扩链剂、硅烷偶联剂用量,异氰酸酯基与羟基摩尔比(R值)等对乳液和胶膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析和接触角测试分析了改性前后WPU的结构。结果表明:DMPA,HSJ,乳化剂,硅烷偶联剂的质量分别占总固体质量的1.60%,0.26%,1.60%,1.50%,R值为1.20时,可得到固含量54%、黏度低、稳定性好、耐水、耐热性能优异的WPU乳液。     

油墨用水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

以聚醚二元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,制备了聚醚型芳香族水性聚氨酯(WPU)乳液,研究了R值[n(-NCO)∶n(-OH)]、DMPA用量、中和度和温度等对乳液外观、黏度、吸水率和稳定性等影响。结果表明:当R=2.0～2 5、w(DMPA)=5%、预聚温度为80℃和中和温度为40℃时,WPU乳液符合印刷油墨的使用要求。     

含有磺酸和羧酸基团的水性聚氨酯的研究

以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过逐步加聚反应,合成了聚氨酯预聚体;再以羧酸型亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)和自制的磺酸型亲水扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),通过扩链反应,制备了兼有磺酸盐和羧酸盐的水性聚氨酯乳液,烘干制胶膜,并对胶膜进行了红外光谱的表征以及耐水性能和力学性能的测试和分析;测定了乳液的固含量,重点研究了R值,亲水基团含量(DMPA和DHPA在预聚体中的百分含量)和DHPA在亲水基团中的含量对胶膜力学性能的影响。研究结果表明,通过逐步加聚和扩链反应,可成功地制得固含量高达70％的,兼有磺酸和羧酸的水性聚氨酯乳液;且当R值(NCO／OH)为2,亲水基团含量为5％,DHPA在亲水基团中的含量为20％时,胶膜的综合力学性能优良(断裂伸长率高达2 135％)。     

交联型水性聚氨酯的合成与研究

采用聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、三乙胺为主要原料,采用自乳化法合成一系列的水性聚氨酯乳液。考查了预聚温度和预聚时间、扩链时间和扩链温度对反应的影响;R值(n/n)、DMPA的用量和中和度对乳液性能的影响。结果显示,当预聚温度为60℃、预聚时间为60 min、扩-NCO-OH链温度为75℃、扩链时间为120 min时,可以保证反应的速率和生产周期;选择R=2、DMPA用量为3%、中和度为100%,可以制得稳定的、性能优异的水性聚氨酯乳液,可用于织物的防水透湿整理。()     

疏水型阳离子水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯,聚酯、聚醚混合多元醇为基本原料,N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水扩链剂,羟丙基聚二甲基硅氧烷、单硬酯酸甘油酯为改性剂,通过醋酸中和反应制备出疏水型自乳化阳离子水性聚氨酯乳液;研究了改性剂用量、R值(体系中—NCO和—OH的物质的量比)、MDEA含量和中和度对乳液耐水性的影响。结果表明:羟丙基聚二甲基硅氧烷和单硬酯酸甘油酯加入到聚氨酯体系中,均能显著提高聚氨酯的耐水性;胶膜吸水率随MDEA含量增加呈先降低后升高的趋势;当中和度小于100%时,胶膜吸水率随中和度的增大而减小;当中和度大于100%时,中和度对胶膜吸水率无明显影响。     

亲水单体对聚氨酯丙烯酸复合乳液性能的影响

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料合成了聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。考察了DMPA对PUA乳液的制备和性能的影响;确定了DMPA的添加工艺及中和度。发现随DMPA添加量增加,PUA乳液的外观变好,乳液粒径变小,乳液黏度增大,乳液凝胶量降低,稳定性变好。随DMPA添加量增大,PUA乳液涂膜的吸水率增大,涂膜的耐水性越差。综合得到w(DMPA)=7 5%,采用后添加DMPA的工艺,且DMPA的中和度90%～100%,可得到性能优异的PUA复合乳液。     

聚醚型水性聚氨酯胶黏剂的研究

以聚醚二醇、二异氰酸酯和二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料制备了一种稳定的聚醚型阴离子水性聚氨酯胶黏剂。探讨了通过改变NCO/OH的摩尔(R)比例,交联剂三羟甲基丙烷(TMP)及DMPA含量对乳液性能、贮存稳定性、体系力学性能、耐水性和粘接性的影响。结果表明:随着R值的增加乳液的性能变差;随着COOH%的增加,胶膜的吸水性逐渐增大,但吸水性随着R值或交联剂用量增加而减小;R值或COOH%发生变化,T剥离强度也跟着发生变化;交联剂能提高剥离强度,含量为0.81%为最佳。所以当NCO/OH=2.5、COOH%=1.28~1.55、TMP%=0.81~1.63时,合成的水性聚氨酯胶黏剂样品性能最佳。     

聚醚型水性聚氨酯胶黏剂的研究

以聚醚二醇、二异氰酸酯和二羟甲基丙酸(DMPA)为基本原料制备了一种稳定的聚醚型阴离子水性聚氨酯胶黏剂.探讨了通过改变NCO/OH的摩尔(R)比例,交联剂三羟甲基丙烷(TMP)及DMPA含量对乳液性能、贮存稳定性、体系力学性能、耐水性和粘接性的影响.结果表明:随着R值的增加乳液的性能变差;随着COOH%的增加,胶膜的吸水性逐渐增大,但吸水性随着R值或交联剂用量增加而减小;R值或COOH%发生变化,T剥离强度也跟着发生变化;交联剂能提高剥离强度,含量为0.81%为最佳.所以当NCO/OH=2.5、COOH%=1.28～1.55、TMP%=0.81～1.63时,合成的水性聚氨酯胶黏剂样品性能最佳.