阴离子水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=1000/2000)、聚己内酯二醇(PCL,Mn=2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BD)为主要原料合成了一系列阴离子型水性聚氨酯乳液胶粘剂(WPU)。讨论了硬段含量和多元醇种类等对WPU及其胶膜性能的影响。实验结果表明,随着硬段含量的增加,乳液黏度逐渐降低;胶膜拉伸强度和剥离强度先增加后有所降低。当硬段含量为45.22%时,拉伸强度和剥离强度达最大值,乳液和胶膜的综合性能最好。多元醇分子质量增加可提高胶膜的耐水性,但力学性能与粘接性能并未相应增强。聚酯多元醇型WPU的综合性能比聚醚型的好。     

异氰酸酯指数对水性聚氨酯性能的影响北大核心

以聚氧化丙烯二醇2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷为原料,釆用预聚体分散法制备了水性聚氨酯(WPU)。固定其他原料用量,仅调节IPDI的用量来改变异氰酸酯指数(R),研究了乳化前原料的R对WPU性能的影响,并探索了其在织物疏水改性方面的应用。结果表明:当R值增加时,WPU乳液的粒径变大,黏度减小,胶膜耐水性提高,拉伸强度增大,断裂拉伸应变降低,热稳定性先提高后降低,提高了棉织物的疏水性能;当R值为1.25时,WPU综合性能优异,乳液呈现半透明且稳定,平均粒径93 nm,黏度49.0m Pa·s,胶膜拉伸强度18.42 MPa,热稳定性最好,对应的棉织物接触角为114.08°。     

异氰酸酯指数对水性聚氨酯性能的影响

以聚氧化丙烯二醇2000、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷为原料,釆用预聚体分散法制备了水性聚氨酯(WPU)。固定其他原料用量,仅调节IPDI的用量来改变异氰酸酯指数(R),研究了乳化前原料的R对WPU性能的影响,并探索了其在织物疏水改性方面的应用。结果表明:当R值增加时,WPU乳液的粒径变大,黏度减小,胶膜耐水性提高,拉伸强度增大,断裂拉伸应变降低,热稳定性先提高后降低,提高了棉织物的疏水性能;当R值为1.25时,WPU综合性能优异,乳液呈现半透明且稳定,平均粒径93 nm,黏度49.0m Pa·s,胶膜拉伸强度18.42 MPa,热稳定性最好,对应的棉织物接触角为114.08°。     

辛癸酸单甘油酯改性水性聚氨酯的研究

本试验以聚醚210（N210）,1PDI（异佛尔酮二异氰酸酯）为基本单体,用含长脂肪链的辛癸酸单甘油酯（C8-10MG）改性,合成了一系列以长脂肪侧链为疏水链段的水性聚氨酯分子。研究了C8-10MG用量对乳液外观、表面张力以及胶膜耐水性、机械性能、热稳定性的影响。结果表明引入脂肪链可以提高水性聚氨酯的表面活性,降低乳液表面张力、提高胶膜的耐水性和热稳定性。     

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。     

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。     

丙烯酸六氟丁酯用量对改性水性聚氨酯性能的影响

采用聚氧化丙烯二醇(PPG2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和丙烯酸六氟丁酯(FA)为主要原料合成了含氟水性聚氨酯(WPU)。讨论了FA用量对WPU乳液、胶膜及WPU处理后棉织物疏水性能的影响。结果表明,随着FA用量的增加,胶膜的热稳定性能提高,拉伸强度增大,耐水性能提高,棉织物的疏水性能也得到提高。     

丙烯酸酯改性磺酸型水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚酯二元醇为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,乙二胺基己磺酸钠(N60)为亲水扩链剂,成功制备了封端型水性聚氨酯乳液(WPU)。再以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)对上述乳液进行接枝共聚,成功制备出丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等分析手段研究了WPUA乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,且粒子呈核壳结构。其胶膜的耐热性、耐水性和力学性能较WPU胶膜均有所提高。     

长烷基链对水性聚氨酯在非极性基材上附着力的影响

以聚己二酸新戊二醇酯（PNA）、二聚酸聚酯多元醇（BY3026）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料制备了一系列侧链含长链烷基的水性聚氨酯（WPU）乳液并制成胶膜。通过FTIR、DSC表征了胶膜的结构和热性能，测试了乳液粒径及胶膜的力学性能、吸水率、接触角以及其在双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）上的附着力。结果表明，当m(BY3026)∶m(PNA)从0∶1增加到3∶5,WPU乳液粒径增大，胶膜的耐水性增强，表面能先减小后增大，拉伸强度和断裂伸长率从52.6 MPa和2607.2%分别降低至38.7 MPa和1911.2%。当m(BY3026)∶m(PNA)=2∶5时，制备的WPU胶膜表面能为35.43mJ/m2,WPU乳液在BOPP薄膜上的T-剥离强度为2.98 N/25 mm。     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(EP)和1,4-丁二醇(BDO)等为主要原料,合成了EP改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。试验结果表明:加入EP后,WPU分散体粒径增大,粒径分布变宽;FT-IR分析验证了EP中的羟基和环氧基完全参与反应,并且生成了EP改性WPU;随着EP用量的增加,胶膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能增强,但乳液外观和稳定性变差,故w(EP)≈4.0%时较适宜;当w(DMPA)=5.0%时,乳液呈微透明状,储存稳定性极佳。     

扩链交联剂对水性聚氨酯乳液性能的影响

分别以一缩二乙二醇(DEG)、乙二醇(EG)、1,4-丁二醇(BDO)、乙二胺(EDA)及三羟甲基丙烷(TMP)为扩链交联剂,液化MDI为异氰酸酯组分,聚醚二醇(PPG)为低聚物多元醇组分,采用预聚体法制备了一系列水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等表征手段研究了扩链交联剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明:BDO型WPU乳液粒径最小,黏度最大,稳定性最好;TMP型WPU胶膜具有最大拉伸强度,DEG型WPU胶膜具有最大断裂伸长率;TMP型WPU胶膜耐热性最好。     

含烯丙基聚氧乙烯醚水性聚氨酯/丙烯酸酯乳液的研制

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)、聚己二酸丙二醇酯(PPA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为主要原料,通过反应制得了丙烯酰基封端的水性WPU(聚氨酯);然后将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)及烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)共聚,合成了WPUA(WPU/聚丙烯酸酯)乳液。研究结果表明:随着APEG掺量的不断增加,乳液的粒径呈先小后大态势,黏度呈先升后降态势,胶膜的耐水性、拉伸强度、硬度和活化温度降低,断裂伸长率增大,热稳定性能和粘接性能呈先优后劣态势;当w(APEG)=8%(相对于WPUA质量而言)时,改性WPUA胶粘剂的耐热性相对最优、T型剥离强度(2.63 N/cm)相对最大。     

磺酸盐型水性聚氨酯胶粘剂的研究

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和聚丙二醇醚(PPG)为软段、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS-Na)为亲水基团、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,采用丙酮法合成了磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)分散体(PUDs),并以此作为WPU胶粘剂的基体树脂。结果表明:不同配方的PUDs乳液均具有较低的黏度(1 000 mPa.s)、较小的粒径(200 nm)、较高的固含量(≥50%)和较好的储存稳定性(180 d无沉淀),不同配方的PUDs胶膜均具有良好的耐热性(250℃以下无降解)和耐水性(吸水率4%);当w(PPG)=4%、n(HDI)∶n(IPDI)=9∶1时,PUDs胶粘剂的成品剥离强度达到最大值(13.52 N/mm),此时初期剥离强度也相对较高(2.11 N/mm)。     

AAS/DMPA对水性聚氨酯胶膜结晶性能的影响

以聚己二酸1,4-丁二醇酯(PBA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,以混合的乙二胺基乙磺酸钠(AAS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,通过丙酮法合成了固含量为50%的磺酸/羧酸盐型水性聚氨酯(WPU)乳液。采用DSC、XRD、透光率等测试技术表征了AAS/DMPA摩尔比对WPU胶膜结晶性的影响,并从吸水率和热失重两个方面分析了结晶性对胶膜耐水性和耐热性的影响。研究结果表明,随着AAS/DMPA摩尔比的增大,WPU胶膜的结晶性提高,胶膜的耐水性和耐热性在一定程度上得到了改善。     

透明聚酯型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯型WPU(水性聚氨酯)具有较高的力学强度和粘接强度,但是其较高的结晶性会导致胶膜透明性较差。以聚丙二醇(PPG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2′-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)等为原料,制备PPG改性聚酯型WPU。研究结果表明:PPG改性聚酯型WPU的黏度适中,储存稳定性良好;随着PPG含量的不断增加,WPU胶膜的透明性因结晶受阻程度增大而变好,相应胶粘剂的T型剥离强度和拉伸强度下降,而断裂伸长率升高;当w(PPG)=10%～20%时,相应WPU胶粘剂的透明性、T型剥离强度(≥1.97 N/mm)、拉伸强度(≥14.7 MPa)和断裂伸长率(≥421%)俱佳。     

硅烷偶联剂对层压复合用WPU胶粘剂的改性研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)、二羟甲基丙(DMPA)、硅烷偶联剂(KH550)等原料制备了层压复合用水性聚氨酯胶粘剂(WPU),考查了KH550用量对其性能的影响。结果表明,随着KH550用量的增加,WPU乳液黏度增加,稳定性变差;经KH550改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性者,胶膜的力学性能和复合薄膜T型剥离强度也得到提高。     

阳离子水性聚氨酯的合成及其固色性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、N-甲基二乙醇胺、1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷(TMP)为硬段,以聚四氢呋喃二醇为软段,采用预聚体法合成一系列阳离子水性聚氨酯(WPU)乳液,并考察了R值、TMP含量对阳离子WPU乳液性能、胶膜的力学性能和耐水性以及处理过织物的耐摩擦牢度的影响。结果表明,当R值为1.10时,阳离子WPU胶膜耐水性较好,力学性能适中,处理过的织物相比未处理过的干、湿摩擦牢度均提高1级。当TMP质量分数为0.9%时,阳离子WPU胶膜耐水性能良好,力学性能较好,织物干摩擦牢度提高1级,湿摩擦牢度提高1~2级,固色性能最佳。     

环氧树脂对层压复合用水性聚氨酯性能的影响

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂等原料制备了层压复合用水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,考查了环氧树脂用量对其性能的影响。结果表明,随着环氧树脂用量的增加,WPU乳液黏度增加,粒径逐渐变大,稳定性变差;经环氧树脂改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性胶膜,力学性能得到提高。     

对苯二酚二羟乙基醚对水性聚氨酯性能的影响

采用聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA,M_n=2 000)为软段,对苯二酚二羟乙基醚(HQEE)为扩链剂合成了一组稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液,探讨了HQEE含量对水性聚氨酯性能的影响。通过激光散射粒度仪测试表征了乳液形态,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)表征了胶膜的结构,通过差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和电子拉力实验机研究了胶膜的热性能、力学性能。结果表明:随着HQEE含量的增加,乳液平均粒径先增大后减小,胶膜的结晶度降低,耐热性提高,胶膜的拉伸强度呈现先增大后减小的趋势。当HQEE含量为6.93%时,胶膜的力学性能达到最佳,拉伸强度达到29.9 MPa。     

HDI型水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究

以聚酯二元醇、二异氰酸酯(HDI)与2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用丙酮法合成了HDI型水性聚氨酯(WPU),探讨了亲水扩链剂DMPA用量对WPU乳液粒径、耐水性、耐热性及剥离强度等性能的影响。结果表明:随着DMPA含量不断增加,WPU乳液粒径减小,WPU膜的吸水强度、耐热性和剥离强度先升高后降低。当R(NCO/OH)值为2.226,扩链剂DMPA的加入量为3.5~4%时,可获得综合性能较好的水性聚氨酯。