交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的制备及其胶膜性能研究

采用原位聚合的方法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL-1000)、1,4-丁二醇(BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸缩水甘油酯(GMA)等为主要原料,合成交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。系统研究了交联剂用量对复合乳液及其胶膜性能的影响,并通过FT-IR、TGA、XRD、SEM表征了复合乳液及其胶膜的结构和性能。结果表明,适度交联能够提高材料的力学性能及耐水性能,当n(GMA)/n(DMPA)=0.1~0.2时,所得WPUA乳液性能稳定,聚合物具有良好的热稳定性及耐水性,吸水率低至5.4%;拉伸强度达到28.9 MPa,较未交联胶膜的拉伸强度提高了173%。     

水性聚氨酯的合成、性能及应用进展

总结并讨论了水性聚氨酯的合成技术,包括单组分和双组分系统,并介绍了水性聚氨酯的几种共聚改性方法;讨论了水性聚氨酯的性能要求,包括稳定性、耐水性及机械性能等;概述了水性聚氨酯的应用;最后介绍了水性聚氨酯的现状、存在问题及前景.     

封端型水性聚氨酯树脂的结构与性能

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,丙烯酸单体封端,加入改性剂三羟甲基丙烷脱水蓖麻油酸酯(TMPDCO),制备出稳定的水性聚氨酯分散体。涂膜耐化学品性和凝胶含量测定说明,TMPDCO的加入增加了涂膜的交联度,提高了涂膜的耐化学品性。差示扫描量热法测试表明,加入封端剂增加了涂膜交联度,涂膜玻璃化转变温度明显提高。力学性能测试说明,聚酯作为软段的水性聚氨酯树脂较聚醚型耐水性好。X射线衍射分析说明,随着硬段规整度的增加,衍射峰中心依次向高角度偏移。红外表征说明,不同硬段合成水性聚氨酯的氨基甲酸酯键波数不同。     

交联对透明聚氨酯弹性体结构与性能的影响

采用一步法以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚氧四亚甲基二醇（PTMG）、1，4－丁二醇（BD）和聚氧化丙烯三醇（N3010）为原料合成了透明聚氨酯弹性体，通过DSC、FT－IR、TG等方法研究了物理交联和化学交联对聚氨酯弹性体的力学性能、光学透明性和热稳定性的影响。结果表明，尽管聚醚二元醇的分子量增大，但由于硬段间的氢键作用增加，使微相分离程度提高，聚氨酯弹性体的力学强度增加。加入交联剂三元醇N3010，聚氨酯弹性体在硬段间形成化学交联、透度、热稳定性和力学性能与未加交联剂的聚氨酯弹性体相比有明显提高。     

无污染水性聚氨酯制备及其性能研究

采用预聚法合成了一种新型的水性聚氨酯乳液,扩链剂以粉末方式无污染加入.研究了配方中异氰酸酯基和羟基的量的比(-NCO/-OH)、反应温度、二羟甲基丙酸含量(DMPA%)等对水性聚氨酯乳液的粘度、粒径和涂膜吸水率等性能的影响.初步研究结果表明,随着-NCO/-OH的增大,乳液粘度下降,乳胶粒的粒径增加,涂膜的吸水率下降;随预聚反应温度升高,分子链中达到异氰酸酯基理论含量时间减小,但是温度越高越易发生副反应;随着DMPA%的增加,乳液粘度升高,乳胶粒的粒径下降,但最终趋于稳定,涂膜的吸水率升高     

水性聚氨酯防水涂膜材料的制备与性能

为了研究多元醇类型对水性聚氨酯防水涂膜材料性能的影响,选用分子量均为1 000的聚酯型、聚醚型多元醇为软段,通过预聚体法制备了一系列水性聚氨酯(WPU)分散体;探讨了WPU的粒径、黏度、结构及结晶性、水抵抗性能。结果表明:制备的WPU分散体粒径较小;聚酯多元醇型[聚己二酸乙二醇酯(PB)、聚碳酸酯(PCL)]WPU膜的拉伸强度、结晶性能高于聚醚多元醇型[聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)]的,但是断裂伸长率低于聚醚多元醇型的WPU膜;其中PTMG型WPU膜的水接触角最大,达到66.5°,吸水率最小(6.2%),防水性最佳,综合性能最好,最适合用作环境友好型纤维织物防水涂膜材料。     

阴离子型水性聚氨酯的制备及其性能研究

以聚四氢呋喃醚(PTMG)二醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,2-羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,通过自乳化方法初步合成了聚氨酯乳液。将乳液成膜,通过红外、热重、透射电镜、力学测试等对材料的化学组成与微观结构进行表征,进一步通过体外细胞实验对材料与细胞的相互作用进行评价。结果表明制备的水性聚氨酯乳液粒径均匀,热稳定性良好,具有一定的形状记忆功能,对细胞无毒性,相容性好,对细胞的生长繁殖几乎无影响,是一种具有广阔应用前景的生物材料。     

水性聚氨酯导热复合材料的制备及性能研究

以氧化石墨烯为原料,采用3-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行氨基化改性,利用水解产生的硅羟基和氧化石墨烯表面的含氧官能团进行缩合反应后,在使用二乙醇胺进行还原,得到改性还原石墨烯,对改性结果进行红外光谱分析。将其作为导热填料与内交联水性聚氨酯乳液原位聚合制备改性还原石墨烯/水性聚氨酯复合乳液,放入四氟乙烯模具室温干燥成膜,得到胶膜样品。利用万能材料试验机、导热系数测试仪和热重分析仪等手段研究填料质量分数对复合胶膜机械性能、导热性能和热稳定性的影响,利用扫描电镜观察胶膜的形貌,搭建热界面实验台考察其散热效果。结果表明：利用氨基化石墨烯改性水性聚氨酯,胶膜的拉伸强度、断裂伸长率、导热性能和热稳定性都能得到明显的提升。当填料质量分数为3%时,复合胶膜较纯胶膜热源温度降低了2.4℃,界面间传热效率得到提高。     

无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥复合材料的性能研究

普通的水泥混凝土属于脆性材料,可能会存在内部结构不均匀、耐久性差等缺陷。水性聚氨酯作为一种新型聚合物材料,与水泥具有很好的适应性,可以有效的解决这些问题。通过宏观和微观手段重点研究水性聚氨酯对水泥混凝土基本性能的影响,结果表明:水性聚氨酯的加入,在一定掺量时,可以减小吸水率,改善混凝土的孔隙结构,提高密实性,在一定程度上可以提高水泥浆体的抗折强度,但对抗压强度有抑制作用。整体上来讲,无溶剂自乳化水性聚氨酯在R值(IPDI和PPG的摩尔比)为1.8～2.3和掺量3%时性能最优。     

KH550交联改性无溶剂聚氨酯/丙烯酸酯乳液的合成应用

采用原位聚合法,合成了一系列γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性的无溶剂阴离子型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。重点考察了KH550用量对WPUA乳液及涂膜性能的影响,通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、粒度分析仪(DLS)、原子力显微镜(AFM)、吸水率测试等对其相关性能进行了表征。结果表明,KH550反应到聚氨酯链段上且当m(KH550)=1.05%(占整个反应物总量,下同)时,WPUA乳液稳定性较好,平均粒径为104.5nm,其热稳定性也较佳,涂膜表面平坦且较规整,硬度可达2H,耐冲击性合格,附着力达到0级,吸水率低至8.57%。     

KH550疏水改性埃洛石的表征与研究

实验通过y-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）表面改性埃洛石,研究了KH550用量对其活化率的影响。利用红外光谱、热重分析、接触角分析和透射电镜等手段对其进行了表征。结果表明：KH550能很好地表面接枝于埃洛石上,经添加质量分数为2％的KH550改性后的埃洛石的活化率接近100％,改性后的埃洛石的接触角从3°提高到110°,改性后的埃洛石呈100nm左右的纳米管,分散性得到了很大的提高。     

MI基水性聚氨酯乳液的制备与性能

采用聚碳酸酯二醇(PCDL),2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物(MI)、二羟甲基丙酸(DMPA),三乙胺(TEA)为主要原料,并分别以三羟甲基丙烷(TMP),甘油(GLY)、二乙二醇(DEG)及1,4丁二醇(BDO)为封端剂合成了一系列水性聚氨酯乳液。讨论了物料种类,配比及工艺条件等因素对乳液和胶膜性能的影响。当n(-NCO)/n(-OH)比值为1.6,DMPA含量为6%,中和度100%,以TMP为封端剂,乳液和胶膜的综合性能都达到最佳。     

单组分水性聚氨酯涂料的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(GE220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得不含有机溶剂的单组分水性聚氨酯分散液,研究了NCO/OH的摩尔比和DMPA含量对水性聚氨酯分散液及其成膜后性能的影响。结果表明,当NCO/OH(摩尔比)=1.8,DMPA与GE220比值为2时,水性聚氨酯分散液的物理性能及其成膜后的力学性能最佳。     

功能石墨烯改性水性聚氨酯及其性能

以氧化石墨烯(GO)为原料,通过聚乙烯亚胺(PEI)接枝改性和水合肼还原,制备出了功能化石墨烯(FG-PEI),并将其与水性UV固化聚氨酯(WPU)乳液复合,制备FG-PEI/WPU复合涂层。采用FTIR、XRD、Raman、XPS、SEM、TEM等测试分析表征FG-PEI的结构,测定了FG-PEI的导电性,并考察了FG-PEI在水中的分散性,研究FG-PEI用量对WPU胶膜的力学性能和导电性能的影响及其热稳定性。结果表明,FG-PEI在保持较好水溶性的条件下,其电导率并未明显下降,并随着FG-PEI在WPU基体中用量的增加,WPU胶膜的表面电阻率逐渐降低,拉伸强度不断增加,断裂伸长率降低,经FG-PEI改性后,WPU的热稳定性得到提高。研究表明,FG-PEI改性WPU可提高胶膜的导电性,使其兼具良好的综合性能。     

Synthesis and properties of waterborne polyurethane/attapulgite nanocomposites

The novel nanocomposites derived from waterborne polyurethane (WPU)/Attapulgite (AT) nanocomposites have been successfully synthesized by in situ polymerization progress. AT functionalized by chemical modification were incorporated as a crosslinker in prepolymer. The chemical structures, morphology, thermal behavior, and mechanical properties of the WPU/AT nanocomposites were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermo gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and tensile testing respectively. The experimental results indicated that the organically modified attapulgites were homogeneously dispersed in the WPU and resulted in an improvement of thermal stability, tensile strength and elongation at break of WPU/AT nanocomposites.     

交联改性阴离子聚氨酯水分散体的制备与性能研究

由甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚己内酯二醇（PCL）和二羟甲基丙酸（DMPA）反应,再与高醚化度甲醇醚化三聚氰胺甲醛树脂（HMMM）反应,制备了一种交联型阴离子水性聚氨酯。采用红外光谱对样品进行表征,并讨论了交联改性对聚氨酯乳液粒径分布、胶膜耐水性、力学性能、热稳定性及结晶度的影响。红外分析证实HMMM与聚氨酯发生了交联反应。当m（HMMM）∶m（—COOH）=2.25时,胶膜拉伸强度达到30.3MPa,吸水率为17.2%,吸乙醇率为10.9%,与水接触角为69.6°,Tmax（最快分解温度）为301.5℃,结晶度为1.10%。     

硅烷改性水性聚氨酯表面施胶剂的制备与性能研究

以甲苯二异氰酸酯、混合多元醇为基本原料,N-甲基二乙醇胺为亲水扩链剂,有机硅为改性剂,通过醋酸中和反应制备出一种可用于纸张表面施胶的自乳化阳离子水性聚氨酯乳液;研究了硅烷用量、预聚温度、R值(体系中异氰酸酯基和羧基的摩尔比)、聚酯＼聚醚质量比对乳液性能和施胶效果的影响.结果表明:硅烷用量为4.5％,预聚温度为60℃,R值为1.10,聚酯＼聚醚质量比为3.6时制备的乳液性能良好;FT-IR分析表明有机硅烷已通过化学方法结合到聚氨酯分子链中;TGA分析表明有机硅的加入对水性聚氨酯耐热性有明显提高;粒径分析表明,有机硅的加入能使乳液粒子分布更均匀且粒径更小;施胶效果表明水性聚氨酯对改善纸张强度作用明显,有机硅烷的加入能显著提高纸张的施胶度.     

高性能UV固化聚氨酯的制备及性能研究

选用二羟甲基丙酸(DMPA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、三乙胺等为主要原料合成了高性能UV固化水性聚氨酯乳液,并在添加光引发剂1173后,UV固化制备涂层。采用FT-IR、1H NMR、TGA和DSC等对合成树脂的结构和性能进行表征。与市售水性UV固化聚氨酯乳液对比,本乳液具有更小的粒径、更高的活性,所制备的涂层具有更高的硬度、更优异的耐磨和耐水等性能。