有机硅/丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚酯二元醇(XH-111)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)等为主要原料,分别制得HEA封端和HEA、KH-550共同封端的水性聚氨酯乳液,再加入丙烯酸酯单体进行自由基引发聚合,分别制备出丙烯酸酯改性和丙烯酸酯、KH-550共同改性的水性聚氨酯复合乳液。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,对改性水性聚氨酯乳液的结构和胶膜的热稳定性、结晶性和力学性能进行了考察。结果表明,改性水性聚氨酯的结晶性降低,热稳定性提高。当w(丙烯酸酯)增大到20%,w(KH-550)增大到15%时,胶膜的拉伸强度由5.6 MPa增加到23.9 MPa,断裂伸长率由491%降到247%。     

功能化石墨烯和有机硅双重改性水性聚氨酯的结构与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、功能化石墨烯(IGN)、聚酯二元醇-2000、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)为原料,采用石墨烯表面接枝的方法,通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)进行封端、三乙胺中和、乳化后得到了IGN和KH-550双重改性的水性聚氨酯乳液(IGN/Si-WPU)。以IGN/Si-WPU为成膜剂,采用平板制膜法制备了IGN/Si-WPU膜,并研究了IGN质量分数和KH-550对水性聚氨酯涂层力学性能的影响。研究结果表明,当w(硅氧烷偶联剂)为3%、w(IGN)为1%时,所制备的双重改性水性聚氨酯比未改性的水性聚氨酯综合性能更加优异。     

γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯乳液的制备与性能研究

以聚氧化丙烯二醇（PPG）、甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料，γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-560）为有机硅改性剂，制备了有机硅改性聚氨酯乳液，考察了KH-560的添加量和添加次序对有机硅改性聚氨酯乳液性能的影响。实验结果表明，KH-560的添加量直接影响聚氨酯乳液的稳定性，当KH-560质量分数小于8％时，制备的乳液具有良好的稳定性，继续增大KH-560的用量。聚氨酯乳液的稳定性显著下降，而且KH-560的添加量和添加次序对聚氨酯乳液的力学性能和表面性能影响显著，当TDI中-NCO的物质的量与PPG中-OH的物质的量和由KH-560生成的-OH的物质的量总和的比值[”（-NCO）／”（-OH）]不变时，随着KH-560用量增大，胶膜的硬度、拉伸强度、100％定伸强度、表面接触角以及耐介质能力明显提高，断裂伸长率显著减小，并且化学改性的效果尤为明显。     

无机填料的改性方法

先按无水乙醇与蒸馏水质量比为9：1配成溶液，然后加入填料总量1％的硅烷偶联剂（KH-550或KH-560），搅拌混合均匀后倒入已加有填料的三口瓶中，搅拌30min之后过滤，再于80℃烘0．5～1h，冷却至室温装瓶备用。实验表明，KH-550改性的各项力学性能指标均好，效果优于KH-560，其原因是改性后硅烷偶联剂与如玻璃微球形成Si-O-Si键，而由KH-550所形成的键长比KH-560短，故KH-550与玻璃微珠表面硅的结合力强于KH-560，因此，力学性能高于KH-560。     

γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷改性聚氨酯弹性体的合成、结构与性能

以聚氧化丙烯二元醇(PPG-1000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为有机硅改性剂,合成了KH-560改性聚氨酯预聚物。采用3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)为扩链剂,制备了新型有机硅改性聚氨酯弹性体。考察了KH-560用量及不同加料顺序对改性聚氨酯弹性体力学性能的影响,并用傅里叶变换红外光谱法对KH-560改性聚氨酯预聚体的结构进行了表征,对KH-560化学改性聚氨酯弹性体的反应机制进行了初步探讨。结果表明,KH-560中环氧基团参与了化学反应生成了—OH,并将有机硅氧烷结构单元以化学键合的方式引入了聚氨酯主链结构中;当PPG-1000和TDI用量不变时,加入KH-560提高了软链段的含量,并且形成的支链结构破坏了聚氨酯主链的规整性。改性聚氨酯弹性体的力学性能随着KH-560用量的增大而显著降低。     

研发动态

有机硅改性封端型水性聚氨酯 西安工程大学的李密转等人以聚醚多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟基甲基丙酸为原料,制成含羧基的聚氨酯预聚物,然后与γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）反应,得到有机硅改性预聚体,再用亚硫酸氢钠封端、三乙胺成盐,得到有机硅改性封端型水性聚氨酯（WBPSU）。     

KH-550改性自消光水性聚氨酯性能及应用

以二羟甲基丙酸(DMPA)与2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,应用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)进行封端改性,采用预聚体分散法,制备了水性自消光聚氨酯(WPU)乳液。应用傅里叶变换红外光谱仪、激光粒度仪、接触角测试仪、万能拉力试验机等仪器设备对合成的乳液进行了测试。研究了KH-550改性水性聚氨酯的作用原理;探讨了KH-550对于WPU体系稳定性、耐水性、力学性能的影响。试验发现,KH-550用量为2%时,乳液粒径为3 367 nm,胶膜吸水率约为8.64%,拉伸强度可达32.19 MPa,断裂伸长率可达382%,胶膜的综合力学性能最佳。皮革涂饰是制革的最后一道工序,也是较为关键的工序之一。涂饰质量的好坏直接影响成品革的质量。水性聚氨酯表处剂具有成膜强度高、弹性好、耐候性强、耐磨性好及天然感观优良等特点,近几年成为行业的焦点与热点。将KH-550改性水性聚氨酯乳液应用于PVC人造革表处剂中,可获得不粘着、耐热、耐搓揉、耐干擦、湿擦色牢度优异、触感好、高档的消光效果等综合性能,具有广阔的市场应用前景。     

KH-550改性水性聚氨酯丙烯酸酯及其表征

采用盐化和扩链2种方法,使用KH-550对水性聚氨酯丙烯酸酯进行改性,经过离心稳定性分析和激光粒径分析,证明扩链方式改性的产物具有较好的稳定性。对改性产物进行吸水率测定、接触角分析和TG分析。结果表明,使用KH-550改性的水性聚氨酯丙烯酸酯可以一定程度提高涂层的耐水性和耐热性。     

高硬度磺酸型水性聚氨酯涂料的合成及性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和环氧树脂(E-44)复合改性磺酸型水性聚氨酯,制得硬度高、耐热性和耐化学品性能优异的水性聚氨酯涂料。通过衰减全反射红外分析了聚氨酯的结构,用DSC、TG等对涂膜进行了表征。考察了KH-550及E-44含量对涂膜硬度、耐化学品性及耐热性的影响,结果表明:KH-550和E-44的加入均明显改善了涂膜的硬度和耐化学品性,当KH-550含量为6%~8%,E-44含量8%~10%时,涂膜的综合性能最优。     

蓖麻油硅氧烷双重交联改善水性聚氨酯的耐水性

以苯酐聚酯多元醇、二羟甲基丙酸和甲苯二异氰酸酯为主要原料,选用蓖麻油及3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为交联剂,通过预聚物的合成和水相扩链两步反应,制备了水性聚氨酯,研究了蓖麻油和KH-550用量对水性聚氨酯力学性能、附着力和吸水率等的影响.结果表明,当蓖麻油质量分数为10%、KH-550质量分数为1%,经过双...     

KH-550用量对NBR补强硫化胶性能的影响分析

研究了对炭黑原位改性对丁腈橡胶性能的影响,这里的改性剂用一种硅烷偶联剂KH-550作为改性剂;最后研究了用少量白炭黑等量代替炭黑对胶料耐油性的影响,并考虑用偶联剂改性的工艺性和用量问题。实验结果表明:当KH-550添加量为2~3份时,焦烧时间适中;随着KH-550加入量增加,交联密度增大;KH-550的加入提高了力学性能、耐老化性以及耐介质性。     

改性纳米SiO_2/聚氨酯弹性体复合材料的合成及其性能表征

用硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO_2进行表面接枝改性,得到改性纳米SiO_2,采用原位聚合物法合成了纳米SiO_2/聚氨酯弹性体复合材料。结果表明,改性纳米SiO_2的加入,提高了聚氨酯弹性体的力学性能(拉伸强度为41.38MPa,较未改性的聚氨酯弹性体提高了约65%,最大撕裂强度为121.25kN/m,较未改性的聚氨酯弹性体提高了约62%,效果显著);高温条件下添加了改性纳米SiO_2复合材料的分解速度比纯聚氨酯弹性体要慢;纳米SiO_2改善了聚氨酯弹性体的阻尼性能,拓宽了阻尼温域。     

石墨烯改性交联型水性聚氨酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为硬段,以聚己二酸己二醇酯（PHA）和聚己二酸丁二醇酯（PBA为软段,以三羟甲基丙烷（TMP）为交联剂,先合成聚氨酯预聚体;再以乙二胺（EDA）为后扩链剂,硅烷偶联剂（KH-550）为改性剂,制得交联型聚氨酯乳液。将不同比例石墨烯分散体添至聚氨酯乳液,在此基础上制备水性聚氨酯的涂层。探究了交联剂、KH-550和石墨烯添加量对涂层性能的影响,利用方块电阻计、粒度分析仪和傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对样品进行了测试表征。研究结果表明：当w（交联剂TMP）=0.8%、w（硅烷偶联剂KH-550）=1.2%（均相对于聚氨酯乳液固体份的质量而言）、w（石墨烯分散体）=40%（相对聚氨酯乳液的质量而言）时,制得的聚氨酯涂层表干时间为2 h,实干时间为5 h,附着力为0级,铅笔硬度为4H,耐盐水和耐冲击性优异。     

玄武岩纤维表面改性及分散性研究

采用硅烷偶联剂（KH-550）对玄武岩纤维进行表面处理,改善玄武岩纤维的工艺性能使玄武岩纤维复合材料制品的力学性得到提高。利用SEM、接触角测量仪和激光共聚焦显微镜研究了改性后玄武岩纤维的表面微观结构,通过响应面法优化了KH-550改性的工艺参数。研究结果表明：玄武岩纤维经KH-550改性后表面凸起明显,粗糙度显著增加...     

改性纳米碳化硅/聚氨酯弹性体复合材料的制备

采用KH-560与KH-550反应得到新的硅烷偶联剂改性纳米碳化硅(SiC);再以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯醚二醇(PPG2000)为原料合成预聚体,改性纳米SiC为填料、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂,制备了改性纳米SiC/聚氨酯弹性体(PUE)复合材料。讨论了改性前后的纳米SiC添加量对复合材料的力学性能、耐磨性能和热稳定性的影响,并用扫描电镜分析了改性前后的纳米SiC在基体中的分散性。结果表明,改性后的纳米SiC在基体中的分散性优于纳米SiC,当改性纳米SiC质量分数为9%时,改性纳米SiC/PUE复合材料的力学性能达到最佳,耐磨性能明显改善,热失重温度提高了33℃。     

偶联剂对白炭黑／SBR复合材料力学性能的影响

研究了4种偶联剂KH-550、KH-792、WD-60和HG-305对白炭黑／SBR复合材料力学性能和热空气老化性能的影响。研究结果表明：当KH-550用量为4．0份时,复合材料的综合力学性能最好,与未改的白炭黑／SBR复合材料相比,其拉伸强度和撕裂强度分别提高了77％和24％;复合材料的老化实验结果表明,经偶联剂改性的复合材料的耐热老化性能有所下降,其中HG-305改性的复合材料抗老化性较好。     

表面处理工艺对PA6/硅灰石复合材料力学性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550和钛酸酯偶联剂JN-114及直接法和预处理法两种表面处理工艺对硅灰石进行表面改性并制备了相应的尼龙6(PA6)/硅灰石复合材料,分析和研究了这两种处理工艺对PA6/不同偶联剂改性硅灰石复合材料力学性能的影响.结果表明,直接法可以改善PA6/硅灰石复合材料的拉伸强度和冲击强度,其中KH-550的改善效果明显优于JN-114.预处理法可明显增加硅灰石表面活性基团的数量,进一步提高PA6/KH-550改性硅灰石复合材料的拉伸强度(最高达96.26 MPa);但对PA6/JN-114改性硅灰石复合材料力学性能的影响不显著.扫描电子显微镜(SEM)观察和熔体流动速率(MFR)测试表明,经预处理法处理的KH-550改性硅灰石与PA6的界面结合得到了进一步增强.     

硅烷偶联剂对废EMC粉/PVC复合材料性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550对废环氧模塑料粉(废EMC粉)进行表面改性并制备了相应的改性废EMC粉/PVC复合材料,分析了废EMC粉的组成和性质以及KH-550的偶联机理,研究了偶联剂用量对复合材料力学性能和加工性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了复合材料断面形貌。结果表明,KH-550质量分数为1.2%时改性效果较佳,拉伸强度、冲击强度和弯曲强度分别比未改性时提高了58.2%、86.0%和43.7%,扫描电镜和流变性能测试结果均表明,硅烷偶联剂KH-550的加入大大改善了废EMC粉和PVC之间的相容性,提高了界面结合强度。     

改性白炭黑对NR/ENR共混胶力学性能的影响

研究了沉淀法白炭黑对NR/ENR共混胶力学性能的影响。结果表明,随着未改性白炭黑用量的增加,共混胶力学性能先升高后降低,未改性白炭黑用量为5～10份时共混胶力学性能较好;Si-69,KH-550和间苯二酚六次甲基四胺(PY)对白炭黑都有很好的改性效果,其中Si-69和KH-550用量分别为2.7份时改性效果最佳,PY(间苯二酚和六次甲基四胺用量比为40/60的络合物)用量为1份时改性效果最好。     

表面湿法改性CaSO4晶须在RTV硅酮密封胶中的应用研究

为改善单组分室温硫化(RTV)硅酮密封胶强度较低的缺点,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对硫酸钙晶须进行表面湿法改性。将改性CaSO4晶须加入RTV硅酮密封胶中,制备了高性能的RTV硅酮密封胶。阐述了KH-550改性CaSO4晶须的机理,考查了KH-550用量、改性温度以及改性时间对改性效果的影响。探讨了改性CaSO4晶须对RTV硅酮密封胶工艺性、硬度以及力学性能的影响。结果表明,当m(KH-550)=3%、改性温度90℃、改性时间30min时改性效果最佳。改性CaSO4晶须的活化指数可达到80%以上。CaSO4晶须的添加量越多,RTV硅酮密封胶的挤出性越差;当改性CaSO4晶须质量分数8%时,对密封胶硬度的改性效果最佳。当改性CaSO4晶须质量分数为4%～5%时,制备的胶粘剂拉伸强度、剪切强度和断裂伸长率最优。