水性聚氨酯涂料的研究进展

目的　介绍水性聚氨酯涂料的研究进展 .方法　综述了水性聚氨酯涂料的发展现状及性能 ,着重介绍了水性聚氨酯涂料的合成、改性、结构与性能的关系 .结果与结论　水性聚氨酯涂料是一类性能优异的“绿色涂料”     

蓖麻油基水性聚氨酯的合成及性能

采用蓖麻油(C.O.)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应合成了水性聚氨酯(WPU)分散体,研究了n(-NCO)/n(-OH)、DMPA含量对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响.实验表明:当n(-NCO)n(-OH)为2.2:1,DMPA添加量为7.0%,反应温度为70℃,乳化温度为30℃时合成的水性聚氨酯涂料具有优良的成膜性,较高的硬度、良好的柔韧性和较好的疏水性.     

蓖麻油基水性聚氨酯的合成及性能

采用蓖麻油（C．O．）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和二羟甲基丙酸（DMPA）反应合成了水性聚氨酯（WPU）分散体,研究了n（-NCO）／n（-OH）、DMPA含量对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响．实验表明：当n（一NCO）／n（0H）为2．2：1,DMPA添加量为7．0％,反应温度为70℃,乳化温度为30℃时合成的水性聚氨酯涂料具有优良的成膜性、较高的硬度、良好的柔韧性和较好的疏水性．     

超支化水性聚氨酯的合成及其应用研究进展

总结了超支化水性聚氨酯的合成方法,并从紫外光固化涂料、固体电解质材料、形状记忆与相变储能材料等方面介绍了超支化水性聚氨酯的应用现状,还阐述了超支化水性聚氨酯在PU合成革生产工艺上的应用前景,同时还对超支化水性聚氨酯的发展方向做出了预期展望.     

新型丙烯酸酯杂合乳液的合成与水性双组分聚氨酯涂料性能

以甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)为羟基单体,采用种子乳液聚合工艺,结合即时中和与极性单体分段滴加等手段合成了羟值为98.8 mg(KOH)/g、固含量为45.0%的新型聚丙烯酸酯杂合乳液(PAH).TEM观察发现:队H由表层为羧酸盐覆盖的乳胶粒P1和富含-OH的乳胶粒P2组成.纳米粒度分析表明:相对于常规羟基聚丙烯酸乳液(HPAE),PAH的粒径分布更宽,平均粒径更小.针对PAH配制的水性双组分聚氨酯涂料(2K-WPU)的综合性能测试说明:当-COOH和-OH在P1和P2中的质量比分别为1∶0和1∶3时,涂膜性能最佳.傅里叶红外光谱(FT-IR)分析发现:涂膜固化过程中-NCO与-OH完全反应仅需3 d.原子力显微镜(AFM)分析显示:2K-WPU涂层结构致密且平整.     

水性聚氨酯制备及其改性

概述了制备水性聚氨酯的原料和方法及其改性，特别是化学改性方法。     

新型丙烯酸酯杂合乳液及水性双组分聚氨酯涂料

以甲基丙烯酸--羟乙酯（HEMA）为羟基单体,采用种子乳液聚合工艺,结合即时中和与极性单体分段滴加等手段设计合成了羟值为98.8 mgKOH/g、固含量45.0%的丙烯酸酯杂合乳液（PAH）。TEM图表明PAH由表层为羧酸盐覆盖的乳胶粒P1和富含OH的乳胶粒P2组成;粒度分析发现：相对于常规羟基丙烯酸乳液（HPAE）,PAH的粒径分布宽,平均粒径更小;采用PAH配制水性双组分聚氨酯涂料（2K-WPU）,综合性能测试表明：当COOH基团和OH基团在P1和P2中的质量比分别为1：0和1：3时,涂膜性能最佳;傅里叶红外光谱（FT-IR）分析表明涂膜固化过程中NCO基团与OH基团完全反应仅需3天;原子力显微镜（AFM）分析表明2K-WPU涂层结构致密且平整。     

丙烯酸改性水性聚氨酯结构设计及其规律

采用丙烯酸树脂对水性聚氨酯改性,研究了经丙烯酸树脂改性的水性聚氨酯的结构设计及其规律。结果表明,通过ＰＵ分子链与ＰＡ分子链形成化学键,能使材料中ＰＵ分子链与ＰＡ分子链具有较高的相容性和共混程度;采用机械共混方式,能使机械共混物ＰＵ分子链,ＰＡ分子链之间达到有限的共混程度;实施核－壳型聚合方式,能使材料ＰＵ分子链与ＰＡ或ＰＡ‘分子链之间处于一定的微相分离状态。     

葡萄糖改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以二羟甲基丙酸(DMPA)、葡萄糖(PG)为亲水扩连剂和交联剂制备一系列改性阴离子水性聚氨酯自乳化乳液,并制备了改性聚氨酯的固化膜.通过FT-IR对聚合物结构及其膜性能进行了表征,通过动态激光光散射法(DLLS)测定了乳液粒径,并分析了乳液的稳定性、流变性能及固化膜的耐水性、力学性能.FT-IR分析表明葡萄糖已引入聚氨酯主链.随着PG用量的增加,乳液稳定性略有下降.乳液体系的弹性模量G′,损耗模量G″均随着振荡频率的增加而增大.聚氨酯胶膜的耐介质性、力学强度均得到改善.当PG的用量由0%增加至4.68%时,膜的吸水率和吸溶剂率下降,拉伸强度从10.9MPa增加至24.2MPa.     

缔合型水性聚氨酯增稠剂的合成

缔合型水性聚氨酯增稠剂是第三代增稠剂,有着优异的增稠性能。缔合型水性聚氨酯增稠剂分子结构决定了该类增稠剂的增稠性能。为了使改增稠剂的增稠性能和应用性能更上一层楼,对合成中的预聚、扩链、封端三个工艺步骤进行了优化。研究表明合成该缔合型水性聚氨酯增稠剂的最佳工艺条件为:预聚时以二月桂酸二丁基锡为催化剂使分子量为6000的聚乙二醇与IPDI的配比R值为2进行预聚反应,再以丙酮为溶剂,选择预聚温度65℃、预聚反应时间为1h完成预聚反应;再以单硬脂酸甘油酯为扩链剂,以丙酮为溶剂,扩链的R'值选为2.5,温度选为100℃,反应时间为2h完成扩链反应;再以十六醇为封端剂,封端温度为90℃,封端时间为1.5h完成封端反应,最后再用乙二醇和水对完成封端反应得到的聚合物进行乳化得到含固量为20%的增稠剂乳液。该工艺和参数合成出的增稠剂增稠剂性能最好。     

IPDI型水性聚氨酯的合成工艺

以聚醚多元醇、聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）等为原料,采用预聚体自乳化历程合成脂肪族水性聚氨酯.通过单因素分析法,优化配方,确定了最佳合成工艺：预聚反应65℃,2h;扩链反应70℃,2h;R值1.8～2.4,DMPA用量3.5%～5.5%.     

自乳化阴离子型水性聚氨酯的合成研究

以聚乙二醇和过量的2,4-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,进行扩链反应,制备了水性聚氨酯．研究了合成水性聚氨酯的配方和工艺条件,对系统的总体-NCO／-OH比值作了研究比较．研究了亲水基团的含量,中和剂的用量和中和度等因素对水性聚氨酯性能的影响．此外,还用甲基丙烯酸-2-羟乙酯对水性聚氨酯进行了改性研究．在聚氨酯大分子链上引入离子基团,使其实现自乳化,得到了贮存稳定性良好的自乳化阴离子型聚氨酯水分散体系．得出合成水性聚氨酯配方为：总体-NCO／-OH=1．3／1,预聚体-NCO／-OH=3．5／1,中和度为80％,甲基丙烯酸-2-羟乙酯与水性聚氨酯的体积比为60／40．     

水性聚氨酯的合成及成膜性分析

文采用HDI、聚环氧丙烷二醇、二羟甲基丙酸和封端剂乙二醇等为原料通过预聚法合成水性聚氨酯,并对其成膜性进行了力学分析.通过比较,最佳制备工艺：在40℃时向聚环氧丙烷二醇中缓慢加入HDI,80℃预聚1 h,加催化剂再反应1 h降温至75℃,加DMPA反应2 h,再封端反应1 h,降温至35-40℃加入TEA乳化30 min.交联剂相对含量的提高,可以提高聚氨酯膜的强度和韧性.     

内交联型水性聚氨酯皮革光亮剂的合成

以PPG（聚环氧丙烷二醇）、BDO（1，4－丁二醇）、DMPA（二羟甲基丙酸）、三官能度高光泽性单体及TDI（甲苯二异氰酸酯）为原料合成了内交联型水性聚氨酯皮革光亮剂，讨论了合成工艺对产品性能的影响。     

微晶高岭石/环氧树脂复合改性水性聚氨酯的研究

用十六烷基三甲基溴化铵,十二烷基三甲基溴化铵,对微晶高岭石进行有机化处理,得到有机微晶高岭石;以有机微晶高岭石、环氧E-51复合改性,制备了有机微晶高岭石/环氧树脂复合改性的水性聚氨酯（OMMT/E-51WPU）。研究了有机微晶高岭石、2,2-二羟甲基丙酸和环氧E-51的质量分数对乳液及涂膜物化性能的影响。结果表明：当w（OMMT）=1.5%,w（DMPA）=4.0%,w（E-51）=4.0%,乳液及膜的物化性能较好,乳液呈透明蓝光,吸水率为5.9%,接触角98°,拉伸强度32MPa,断裂伸长率571%。     

内交联型水性聚氨酯皮革光亮剂的合成

以PPG(聚环氧丙烷二醇)、BDO(1,4-丁二醇)、DMPA(二羟甲基丙酸)、三官能度高光泽性单体及TDI(甲苯二异氰酸酯)为原料合成了内交联型水性聚氨酯皮革光亮剂.讨论了合成工艺对产品性能的影响.     

由PET醇解物制取聚氨酯双组分涂料合成研究

以ＰＥＴ醇解物为原料合成的端基为－ＯＨ的不饱和聚酯，与含有－ＮＣＯ基的聚氨酯预取我联，制备了双组分聚氨酯涂料，研究了反应机理及产品性能，讨论了不饱和聚酯相对分子质量及苯乙烯用量的质量分数对涂料性能的影响。结果表明，所得的双组分聚氨酯涂料符合国家规定的技术指标。     

丙烯酸酯类改性水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸为主要原料通过逐步加成聚合合成水性聚氨酯(WPU)乳液.采用丙烯酸酯与水性聚氨酯乳液共聚制备聚氨酯--丙烯酸酯的复合乳液(PUA),研究了PUA复合乳液的合成工艺.对胶膜的耐水性、耐溶剂性和红外光谱分析等进行分析和讨论;结果表明,在PU链上成功地引入丙烯酸酯,经改性后的WPU耐水剂性明显提高,尤其是经BA改性后的吸水率有36.7%、降为4.31%,在耐溶剂方面也有明显的改善.     

环保型丙烯酸酯改性水性聚氨酯胶黏剂的合成研究

水性聚氨酯(WPU)具有挥发性有机化合物(VOC)含量低、应用范围广等优点，但也存在各种耐性、力学性能差等缺点。采用高机械强度的丙烯酸酯对WPU进行改性可以得到综合性能较好的产品。由聚丙二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料、1,2—丙二醇为扩链剂、2,2—二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)为亲水单体，合成高分子量的聚氨酯预聚体，再用过硫酸钾(KSP)引发软单体丙烯酸丁酯(BA)与硬单体苯乙烯(St)共聚，可制备水性聚氨酯胶黏剂乳液。测试结果表明，当IPDI与PPG的质量比为2∶3,DMPA含量为6%,丙二醇含量为5%,丙烯酸酯混合单体含量为60%,软硬单体质量比为3∶2时，所得丙烯酸酯改性聚氨酯胶黏剂(WPUA)性能良好，其黏结强度明显超过WPU。