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。     

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。     

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。     

侧链含氟聚丁二烯型水性聚氨酯的制备及性能研究

在合成端羟基聚丁二烯(HTPB)型水性聚氨酯(WPU)的基础上,以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为共聚单体,采用无皂乳液聚合法制备了侧链含氟HTPB型水性聚氨酯(FHWPU),并采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)及接触角测试仪等对其结构与性能进行了表征。结果表明,分散液颗粒具有明显的核壳结构;DFMA添加质量分数为20%时,FHWPU的成膜性和贮存稳定性最佳;DFMA改性后的WPU胶膜表面氟元素存在富集,高温处理有助于含氟链段向胶膜表面迁移,经140℃热处理后,与未改性WPU膜相比,其水接触角增大了42.2%,表面自由能下降了60.9%。     

含硫交联剂水性聚氨酯的制备及其性能

以β-巯基乙醇和1,3,5-三丙烯酰基六氢-1,3,5-三嗪(TAT)为原料,合成了一种含硫三官能度的交联剂STAT,将其与三羟甲基丙烷(TMP)反应,合成了水性聚氨酯SPU1~6,进一步进行成膜处理,得到胶膜WPU1~6。利用衰减全反射红外(ATR-FTIR)、热重分析、X射线衍射和电子拉力试验机分别对水性聚氨酯胶膜结构、热性能和力学性能进行了表征,进一步探讨了S-TAT含量对聚氨酯性能的影响。结果表明,随着S-TAT含量的增大,胶膜的结晶度和软段的玻璃化温度均先增加后降低,胶膜在水中的吸液率先降低后升高,胶膜的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量均增加;当n(S-TAT)∶n(TMP)=3∶2时,胶膜WPU4的结晶度增加到24.91%,软段的玻璃化温度增加到-36.36℃,在水中的吸液率降低到7.34%;当n(S-TAT)∶n(TMP)=5∶0时,胶膜WPU6的拉伸强度为19.8 MPa,断裂伸长率为399%,弹性模量为39.80 MPa。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.     

水性聚氨酯改性天然胶乳膜的制备及性能

采用机械法制备水性聚氨酯(WPU)/天然胶乳(NRL)的共混乳液,自然流延并在热空气中硫化制得WPU/NRL硫化胶膜,考察了不同WPU用量下共混乳液的加工性能、胶膜硫化特性和硫化胶膜的力学性能、透气性及耐溶剂性。结果表明:随着WPU用量的增加,共混乳液的黏度上升,表面张力变化较小。WPU/NRL胶膜的正硫化时间缩短,交联密度先增大后减小;硫化胶膜的断裂伸长率降低,拉伸强度和300%定伸应力先增大后减小,硬度增大,当WPU用量为7.5份时,硫化胶膜的拉伸强度达到27.84 MPa。与NRL硫化膜相比,WPU/NRL硫化胶膜的透气性有所降低,耐溶剂性能与致密性得到改善。     

阴/非离子型高固含量水性聚氨酯制备与性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚酯二醇、聚乙二醇（PEG1000）和二羟甲基丁酸（DMBA）等制备了阴/非离子型水性聚氨酯（WPU）乳液。通过固含量、粒径、红外光谱、吸水率以及拉伸性能等测试,讨论了DMBA用量对聚氨酯乳液及其胶膜性能的影响。结果表明：使用DMBA和PEG1000为亲水单体制备的阴/非型WPU乳液,固含量高达57.9%;粒径呈双峰分布的WPU乳液可以达到更高的固含量;随着DMBA用量增加,WPU膜的吸水率先减小后增大,胶膜的100%定伸模量、拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率则缓慢减小。     

环氧大豆油和硅氧烷改性水性聚氨酯胶黏剂

以环氧大豆油(ESO)与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)双重交联改性水性聚氨酯(WPU).通过FTIR、TG、DSC、DMA、AFM、粒径分析仪、拉力试验机等仪器对改性的水性聚氨酯进行了表征.研究了ESO和KH550的含量对水性聚氨酯乳液、胶膜以及胶黏剂性能的影响.分析了KH550对水性聚氨酯结晶性能和微相分离的影响.研究发现,随着ESO与KH550的加入,水性聚氨酯乳液的性能得到改善,胶膜的吸水率先减小后增大,拉伸强度逐渐增大,断裂伸张率逐渐减小.水性聚氨酯胶黏剂对PVC的T-剥离强度先增大后减小.随着KH550含量的增加,热稳定性逐步改善,结晶性降低,软段与硬段相混合程度提高.当ESO为4%、KH550为2%(均为质量分数)时,水性聚氨酯胶黏剂的综合性能最好.     

端羟基聚丁二烯改性水性聚氨酯的合成与性能

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚醚二元醇(N-220)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,制备了改性水性聚氨酯(WPU)。研究了端羟基聚丁二烯(HTPB)的含量对聚氨酯乳液粒径、贮存稳定性,以及对涂膜耐水性、力学性能、低温柔韧性的影响。结果表明:在预聚反应中,固定总n(—NCO)∶n(—OH)为1.3,w(DMPA)为6%,HTPB添加量在40%(占聚醚N-220的量)以下时,粒径变化不大,乳液稳定性较好;针对不同HTPB添加量,控制好亲水基团的含量,可以获得分散性良好、贮存稳定的聚氨酯乳液;随着HTPB添加量逐渐增大,涂膜的拉伸强度逐渐增大后变小,断裂伸长率和吸水率逐渐减小后变大,低温柔韧性变好。当HTPB添加量在30%左右,涂膜的综合性能最佳。