磺酸型水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)和2,4-二氨基苯磺酸钠(SDBS)为亲水扩链剂,制备了一种水性聚氨酯预聚体,再将高分子乳液乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)与去离子水均匀混合对其乳化,制得固含量高达50%磺酸型水性聚氨酯鞋用胶粘剂。利用红外光谱对SDBS和聚氨酯的结构进行了表征,证实了SDBS作为亲水扩链剂引入聚氨酯链上。研究了SDBS用量对胶粘剂的剥离强度、耐热性及稳定性的影响。当SDBS用量从0增加到2.5%时,皮革初期剥离力由20.98N上升至89.23N,其耐热性和稳定性也有所增强。透射电镜图片显示,与EVA共乳化后的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)乳液分散均匀,呈圆球状。     

无有机溶剂法合成水性聚氨酯-聚丙烯酸酯胶粘剂

采用羧酸型亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)以及磺酸型亲水扩链剂2,4-二氨基苯磺酸钠(SDBS),选用乙烯基单体作为聚氨酯(PU)预聚合的连续相,制备了稳定的无挥发性有机溶剂(VOC)水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(SPUA)胶粘剂。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对改性前后PU的分子结构进行分析对比,并考察了亲水扩链剂用量、聚丙烯酸酯(PA)含量对胶粘剂的耐水性、稳定性和力学性能的影响。结果表明。当SDBS含量为2%(wt,质量含量,下同),DMBA为4.5%,PA为25%时,SPUA胶粘剂的耐水性、稳定性和力学性能最佳,固含量可达43%。透射电镜(TEM)照片表明,SPUA乳胶粒呈圆球状,乳液平均粒径分布均匀。     

新型可紫外光固化水性聚氨酯的制备与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇Pol-1256、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用预聚体法制备了水性聚氨酯预聚体,然后用自制的扩链剂对该预聚体进行扩链,并用丙烯酸羟乙酯(HEA)对扩链后的预聚体进行封端,最后中和乳化,制备了高紫外光(UV)固化基团含量的可UV固化水性聚氨酯乳液。采用FTIR对产物的结构进行了鉴定,利用旋转流变仪对分散体的流变性能进行了表征,通过TGA分析了UV固化膜的耐热性能,并对其拉伸性能进行了测试。研究结果表明:所制扩链剂符合预期结构特征,所得产物符合可UV固化的水性聚氨酯结构特征;乳液呈现出剪切变稀的特征,属于假塑性流体;UV固化膜具有良好的耐热性能,同时具有较高的断裂伸长率和良好的拉伸强度。     

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.     

胶原蛋白改性水性聚氨酯的合成及表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-2000)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,三乙胺为中和剂制备聚氨酯预聚体。采用碱水解法水解明胶,制备胶原蛋白水解液,作为后扩链剂,在乳化分散的同时进行链增长,得到胶原蛋白改性水性聚氨酯。研究胶原蛋白改性水性聚氨酯合成过程中R值、DMPA用量对其性能的影响,采用红外(FT-IR),差热分析(DSC)等分析对制备的胶原蛋白改性水性聚氨酯胶膜进行分析。在R值为1.30,DMPA用量为0.065mol条件下,制得的胶原蛋白改性水性聚氨酯膜的各项性能较好,结晶趋势增加,耐水性得到改善,平均粒径68.33nm,延伸率为554.5%,抗张强度为5.51N/mm。     

亲疏水扩链剂比例对XDI型水性聚氨酯性能的影响

为了研究亲水/疏水性扩链剂比例对芳脂族的二异氰酸酯XDI型水性聚氨酯性能的影响,文中采用聚酯多元醇为软段,间苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、亲水性的二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)扩链剂为硬段,合成了XDI型水性聚氨酯(XWPUs),研究了DMPA/BDO比例对聚氨酯乳液的粒径、耐水性、力学性能和耐热性的影响。研究发现,随着DMPA/BDO的比例从0.74到6.14逐渐增大,XWPUs聚氨酯乳液粒径从71.66nm增加到159.40nm,微相分离程度增加,样品薄膜的吸水率从1.87%增到12.17%。XWPUs薄膜的拉伸强度较高,均在20 MPa左右,并具有较高的耐热性,失重5%时温度在280~250℃之间,但耐热温度随着DMPA/BDO值的增加而降低。XDI型水性聚氨酯结构中适宜的亲水/疏水性扩链剂比例,既能保证乳液的粒径和稳定性,又能使样品具有较好的耐水性、力学性能和耐热性。     

阳离子水性聚氨酯乳液的合成及性能

以二异氰酸酯和聚酯二元醇合成聚氨酯预聚体,采用N-甲基二乙醇胺(N-MDEA)为亲水扩链剂,制备了阳离子水性聚氨酯(CWPU)乳液,研究了制备CWPU乳液的影响因素,并研究了CWPU乳液涂膜的拉伸性能。研究表明,当N-MDEA的质量分数为7.0%-9.5%,R值为1.3-1.5,中和度为80%-100%时,可制得稳定性较好的CWPU乳液。随着N-MDEA含量增加,CWPU乳液涂膜拉伸强度增加,断裂伸长率下降;随着中和度的提高,涂膜拉伸强度和断裂伸长率同时提高。     

亲水SiO2改性水性聚氨酯-聚丙烯酸酯的制备及性能

为了提高水性聚氨酯材料的耐热性、耐化学试剂性及力学性能,利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为聚氨酯预聚合的连续相,同时采用羧酸型以及磺酸型亲水扩链剂,乳化时引入反应性的亲水性纳米二氧化硅(WSiO2),通过无有机溶剂法制备了稳定的耐温水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(WPUA)乳液。利用透射电镜、红外光谱、X射线衍射和热重等手段研究了WPUA乳液及其膜的结构和性质。结果表明:随着样品中WSiO2含量的增加,WPUA乳液的平均粒径增大,WPUA膜的光泽度下降,硬度、附着力增加,WPUA薄膜的硬度和附着力增加,拉伸强度值先上升后下降,最佳WSiO2添加量为1%。适量的WSiO2可以改善WPUA材料的耐热行为。当热分解率为50%时,WSiO2改性后WPUA的分解温度比改性前提高了39℃。WSiO2改性使WPUA的力学和耐化学试剂性也得到了改善。     

正丁胺为扩链剂合成水性聚氨酯皮革涂饰剂

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚四氢呋喃(PTMG)为原料制备聚氨酯预聚体,分别以乙二醇(EG)、乙二胺(EN)和正丁胺(n-butylamine)为扩链剂制备了水性聚氨酯皮革涂饰剂,研究了该涂饰剂所成膜的力学性能、断裂伸长率和吸水性。结果表明,以正丁胺为扩链剂制备的水性聚氨酯膜的断裂伸长率最好,高达1454%;其玻璃化转变温度可达-82℃,耐水性也比用其它两种扩链剂合成的产品好。     

有机硅改性水性聚氨酯的合成及其光固化动力学的研究

将异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加到端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚乙二醇(PEG600)混合物中进行反应,生成端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体,用二羟甲基丙酸(DMPA)进行亲水扩链,季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入光固化基团,然后用三乙胺中和,最后加水乳化,合成了一种有机硅改性水性聚氨酯乳液(WPUA-Si)。通过FT-IR、TG、吸水率测试对其进行了研究。结果表明,有机硅改性的水性聚氨酯树脂的耐水性和热稳定性均有所提高。采用实时(real time)红外光谱原位(in situ)跟踪监测了该树脂的光固化动力学行为,结果表明,当光引发剂Darocur1173含量为树脂质量的5%(质量分数),体系光固化速率为最优。此外,增大辐照光强也有利于树脂的光固化。     

N,N-二甲基乙醇胺在本体消光型水性聚氨酯中的作用EI北大核心CSCD

本体消光型水性聚氨酯可以避免外加消光剂带来的弊端,是一种新型的功能性环保涂料。文中以异氟尔酮二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷为预聚体原料,三乙胺和N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)为中和剂,乙二胺基乙磺酸钠和水合肼为后扩链剂,采用预聚体分散法制备出水性聚氨酯(WPU)乳液。对不含DMEA的WPU样品系列与含有DMEA的WPU样品系列的消光性能进行了对比研究。结果表明,当DMEA的质量分数为1%时,不同DMPA用量的WPU乳液的平均粒径均保持在2100 nm左右,且粒径分布较窄,DMPA用量对其粒径和粒径分布影响不大;含有DMEA的WPU涂膜透过率相对有所降低,其表面凸起由球状颗粒紧密堆积而成,测得表面光泽度(60°)低于1。     

N,N-二甲基乙醇胺在本体消光型水性聚氨酯中的作用

本体消光型水性聚氨酯可以避免外加消光剂带来的弊端,是一种新型的功能性环保涂料。文中以异氟尔酮二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷为预聚体原料,三乙胺和N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)为中和剂,乙二胺基乙磺酸钠和水合肼为后扩链剂,采用预聚体分散法制备出水性聚氨酯(WPU)乳液。对不含DMEA的WPU样品系列与含有DMEA的WPU样品系列的消光性能进行了对比研究。结果表明,当DMEA的质量分数为1%时,不同DMPA用量的WPU乳液的平均粒径均保持在2100 nm左右,且粒径分布较窄,DMPA用量对其粒径和粒径分布影响不大;含有DMEA的WPU涂膜透过率相对有所降低,其表面凸起由球状颗粒紧密堆积而成,测得表面光泽度(60°)低于1。     

两性离子型水性聚氨酯构效关系研究

以异佛尔酮而异氰酸酯、含磺酸基的聚酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、1,4-丁二醇为原料,以叔胺型扩链剂为亲水扩链剂,将含有阴离子磺酸基的水溶性聚酯多元醇引入到阳离子性的水性聚氨酯分子结构中,制备出含有阴、阳两性离子型聚氨酯。利用红外光谱、透射电子显微镜、激光粒度分析仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜和乳液电位分析等手段对两性离子乳液进行了分析表征,结果发现两性离子水性聚氨酯在不同pH值环境下具有不同的电离状态,乳液在酸性条件下,zeta电位为50.4mV,呈现阳离子性,乳液在碱性条件下,zeta电位为-48.3mV,乳液显示为阴离子性,说明水性聚氨酯具有阴、阳两性特征。因此两性离子型水性聚氨酯较单一离子特性的水性聚氨酯在烘干过程中更容易产生胶粒与胶粒间作用力,能够表现出更大初粘性,更适合制备水性聚氨酯粘合剂。     

干性油脂肪酸多元醇改性水性聚氨酯木器漆树脂

通过引入气干型油对水性聚氨酯木器漆树脂进行改性,解决了水性聚氨酯木器漆树脂耐水性差、漆膜交联密度低、易回黏等问题,提高了树脂耐水性,并缩短了漆膜表干时间。以干性油脂肪酸多元醇、聚酯、异佛尔酮二异氰酸酯为原料,通过缩聚制得聚氨酯预聚体,再加入二羟甲基丙酸制得亲水扩链预聚体;在体系中加入中和剂,pH值调为中性,加入去离子水分散,并加入扩链剂,继续进行扩链,再经催干剂处理,制成干性油脂肪酸多元醇改性水性聚氨酯木器漆树脂。采用红外光谱、乳液粒径、耐水性测试等方法对乳液结构和性能进行分析,通过原子力显微镜、透射电镜、接触角和力学性能测试等方法对涂层各项性能进行分析。试验显示,亚麻油酸单甘油酯改性后木器漆树脂乳液粒径为65.47 nm,分散性系数为0.186,紫外光透光率为85.75%,表干时间明显缩短,薄膜水接触角为81°,吸水率为11.97%,耐水性优异。     

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。     

水性聚氨酯乳液的无溶剂法制备及乳化工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、新戊二醇己二酸酯二元醇(NPGA-1500)为主要原料,以三乙胺(TEA)为中和剂,以乙二胺(EDA)为扩链剂,通过无溶剂法制备了水性聚氨酯乳液。研究了搅拌转速、三乙胺中和时间、乳化温度、加水速度、乙二胺扩链方式等因素对无溶剂型水性聚氨酯乳液性能的影响。结果表明,在3 000r/min转速、5min中和时间、40℃乳化温度、50mL/min加水速度、乙二胺后扩链的条件下,可制得粒径为(180±19)nm,且稳定性和涂膜力学性好的无溶剂型水性聚氨酯乳液。     

合成条件对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

研究了合成条件对单组分水性聚氨酯胶粘剂性能的影响,并对聚氨酯乳液做了红外分析.结果表明,内加交联剂A和B与水性聚氨酯乳液发生了交联反应,从而提高了水性聚氨酯胶粘剂的粘接强度,两者混合使用效果较佳.聚酯聚醚多元醇复配能提高水性聚氨酯的综合性能,当羧基含量为1.2%(质量分数)、NCO/OH比值(摩尔比)为1.3时,水性聚氨酯胶粘剂粘接性能较好.适量加入小分子扩链剂双酚A或丁二醇,可提高水性聚氨酯胶粘剂的硬度和粘接强度,降低其吸水率.     

HMDI型吸水膨胀聚氨酯弹性体的研制

采用4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与亲水性多元醇(PEG)合成预聚体,进一步与混合扩链剂反应,制备吸水膨胀聚氨酯弹性体。通过材料力学测试机和硬度计等仪器对拉伸强度、断裂伸长率、吸水率和硬度等性能测试。结果表明,PEG相对分子质量为2000,合成预聚体的NCO质量分数为9%,混合扩链剂n(JJ-125)∶n(TMP)=5∶5,(JJ-125为磺酸盐类亲水扩链剂)R值为1.05,制备出的吸水膨胀聚氨酯弹性体综合性能最优。     

纳米改性水性木器漆的研制

采用内乳化法在聚氨酯主链引入亲水基形成自乳化水性聚氨酯分散体,选用多元胺作为扩链剂,选择添加1%以下的阴离子羟基硅油微乳液量,以SiO2为载体基的纳米银化合物作为水性木器漆的抗茵粉,制成纳米水性环保健康涂料,使之具有较强的吸附甲醛和抗茵的作用.     

扩链剂对水性聚氨酯树脂性能的影响

通过马来酸酐与多元反应形成羧基酯多元醇,然后再与其他的单体和ＴＤＩ－８０、交联剂以及扩链剂等反应,制备了含羧基的聚氨酯预聚体,将其分散于三乙醇胺的水溶液中,制备了水性聚氨酯,并对扩链剂的种类和用量对树脂性能的影响进行了研究,发现氨基扩链剂比羟基扩链剂更有利于提高树脂的力学性能,但是乳液的粒径比较大。