水性聚氨酯分散液的制备与性能研究

以含有磺酸盐基团的聚酯二元醇和异佛二酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料,以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水单体,制备了一组不同组成的水性聚氨酯分散液,经力学性能测定和差示扫描量热法（DSC）分析,研究了亲水单体含量、软段相对分子质量及磺酸盐基团含量对分散液及其胶膜性能的影响。结果表明：软段中磺酸盐基团含量及软段相对分子质量对分散液胶膜的热力学性能和胶黏剂的初粘强度都有影响。     

磺酸型水性聚氨酯分散液的合成与性能

以聚己二酸丁二醇酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、乙二胺为原料,由自制的乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,采用预聚体法合成磺酸型水性聚氨酯分散液。研究发现,磺酸型水性聚氨酯分散液固含量高(43.66%),稳定性大于6个月,且性能优于羧酸型水性聚氨酯分散液。     

磺酸型水性聚氨酯分散液的制备方法与性能

叙述了磺酸型水性聚氨酯分散液的分散性、固含量以及胶膜性能,除与低聚物二元醇、二异氰酸酯、扩链剂种类及合成工艺有关外,与磺酸根在聚氨酯大分子中的引入方式密切相关.从磺酸根不同引入方式,即磺酸根是从链端引入还是在链上引入,链上引入又分软段引入和硬段引入,详细介绍了不同引入方式和制备磺酸型水性聚氨酯分散液的工艺及性能.     

水性聚氨酯分散液的研究进展

评述了水性聚氨酯分散液的作用和重要性,综述了水性聚氨酯分散液的研究进展,对水性聚氨酯分散液的合成制备方法进行了归纳总结,认为在制备水性聚氨酯过程中,同时利用异氰酸酯基和不饱和双键的反应活性,形成互穿聚合物网络体系是目前合成制备水性聚氨酯分散液的主要思路和方法,最后,对水性聚氨酯分散液的应用发展趋势进行了展望。     

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。     

缔合型水性聚氨酯增稠剂的制备及其对聚氨酯水分散液性能的影响

通过二异氰酸酯和聚乙二醇合成了一种水性缔合型聚氨酯(PU)增稠剂,研究了不同反应的工艺条件及增稠剂的配制条件对增稠剂性能的影响,分析了增稠剂相对分子质量对其增稠后PU水分散液的粒径及形貌的影响,并详细讨论了增稠剂的加入对PU水分散液成膜性能的影响。     

有机硅改性磺酸/羧酸型水性聚氨酯的研究

以聚醚多元醇(N-210)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)和二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,采用氨丙基三甲氧基硅烷和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷对纯水性聚氨酯(WPU)进行改性,并对有机硅改性WPU胶膜的性能进行了研究。结果表明:WPU分别经两种不同结构的有机硅改性后,其胶膜的力学性能略高于未改性WPU,但耐水性和耐热性则明显高于未改性WPU。     

有机硅改性磺酸/羧酸型水性聚氨酯的研究

以聚醚多元醇（N-210）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）和二羟甲基丙酸（DMPA）为扩链剂,采用氨丙基三甲氧基硅烷和氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷对纯水性聚氨酯（WPU）进行改性,并对有机硅改性WPU胶膜的性能进行了研究。结果表明：WPU分别经两种不同结构的有机硅改性后,其胶膜的力学性能略高于未改性WPU,但耐水性和耐热性则明显高于未改性WPU。     

水性聚氨酯／丙烯酸酯分散液的制备及其对酚醛树脂的改性

采用自乳化法制备水性聚氨酯／丙烯酸酯（PU／PA）分散液,考查了二羟甲基丙酸用量、nNCO／nOH（R值）、交联剂、封端剂、中和剂、环氧树脂用量及丙烯酸酯用量对聚氨酯／丙烯酸酯分散液稳定性的影响。将此分散液与酚醛树脂共混,制备出改性酚醛树脂胶粘剂。结果表明,聚氨酯／丙烯酸酯分散液的加入使酚醛树脂的常温和高温粘接强度显著增加。     

新型磺酸型水性聚氨酯的合成与研究

合成了一种新型磺酸型水性聚氨酯扩链剂,通过红外光谱、核磁共振等方法证明了其化学结构,并与异佛尔酮二异氰酸酯、聚酯多元醇反应,制备出了高固含量、高性能的磺酸型水性聚氨酯(WPUS).与合成的羧酸型水性聚氨酯(WPUC)对比发现:(1)WPUS的固含量可达50％以上,而WPUC最高仅有38％;(2)WPUS的粒径比WPUC更小;(3)WPUS具有更好的热稳定性;(4) WPUS的弹性模量远远高于WPUC,且断裂伸长率仍保持较高水平;(5)WPUS耐水性不如WPUC,但耐溶剂性比WPUC好.     

脂肪族水性聚氨酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚二醇(PPG)为主要原料、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体分散法制备出一种水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了n(-NCO)∶n(-OH)比例、EDA扩链方式等对WPU稳定性、玻璃化转变温度、力学性能和耐水性等影响。结果表明:将EDA先溶于水中,采用乳化与扩链同时进行的工艺,并且当n(-NCO)∶n(-OH)=1.5∶1时,WPU乳液稳定性好、粒径(14 nm)较小且分布较窄,WPU胶膜的力学性能(拉伸强度为3.683 MPa、断裂伸长率为347%)和耐水性(吸水率为19.7%)俱佳。     

水性聚氨酯底胶的研究

采用水性聚氨酯分散体作为PVDC乳液的底胶（底涂剂）,研究了聚合物多元醇、异氰酸酯、封端剂、润湿剂等对涂膜性能的影响,确定了以苯酐-己二酸聚酯多元醇、TDI／MDI混合并氰酸酯、BDO等为主要原材料合成了水性底胶,实验结果表明,该底胶的各项性能完全达到溶剂型底胶的性能要求,且以水为稀释剂大大降低了原材料成本,同时有利于环保。     

磺酸盐型水性聚氨酯胶粘剂的研究

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和聚丙二醇醚(PPG)为软段、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS-Na)为亲水基团、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,采用丙酮法合成了磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)分散体(PUDs),并以此作为WPU胶粘剂的基体树脂。结果表明:不同配方的PUDs乳液均具有较低的黏度(1 000 mPa.s)、较小的粒径(200 nm)、较高的固含量(≥50%)和较好的储存稳定性(180 d无沉淀),不同配方的PUDs胶膜均具有良好的耐热性(250℃以下无降解)和耐水性(吸水率4%);当w(PPG)=4%、n(HDI)∶n(IPDI)=9∶1时,PUDs胶粘剂的成品剥离强度达到最大值(13.52 N/mm),此时初期剥离强度也相对较高(2.11 N/mm)。     

包装用BA/St改性水性聚氨酯及其粘接性能的研究

以丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)为改性剂、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)为交联剂,采用自由基引发聚合工艺,制备出高性能的BA/St改性水性聚氨酯(WPU)包装用胶粘剂。采用红外光谱(FT-IR)仪和粒度分析仪对乳液的结构和性能进行了分析,讨论了R值(即-NCO/-OH的物质的量比)、改性剂、St和交联剂用量对胶粘剂粘接强度的影响。试验结果表明:当R=1.1、w(改性剂BA/St)=28%(相对于WPU而言)、w(St)=30%(相对于BA/St而言)和w(DAAM)=2%时,乳液的粘接性能最佳;由该乳液配制的胶粘剂可以满足多种复合软包装膜的使用要求。     

纳米SiO_2改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

以硅烷偶联剂(KH-550)作为纳米二氧化硅(nano-SiO2)的表面处理剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和nano-SiO2等为主要原料,制备nano-SiO2改性WPU(水性聚氨酯)乳液。着重探讨了DMPA的加料方式、DMPA和nano-SiO2用量等对WPU乳液稳定性、粒径分布、耐水性和力学性能等影响。结果表明:采用先加入DMPA后扩链的加料方式,可制得外观及稳定性均较好的WPU乳液;当w(DMPA)=5%、w(改性nano-SiO2)=2.0%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

透明聚酯型水性聚氨酯的制备与性能研究

聚酯型WPU(水性聚氨酯)具有较高的力学强度和粘接强度,但是其较高的结晶性会导致胶膜透明性较差。以聚丙二醇(PPG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2′-二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BDO)等为原料,制备PPG改性聚酯型WPU。研究结果表明:PPG改性聚酯型WPU的黏度适中,储存稳定性良好;随着PPG含量的不断增加,WPU胶膜的透明性因结晶受阻程度增大而变好,相应胶粘剂的T型剥离强度和拉伸强度下降,而断裂伸长率升高;当w(PPG)=10%～20%时,相应WPU胶粘剂的透明性、T型剥离强度(≥1.97 N/mm)、拉伸强度(≥14.7 MPa)和断裂伸长率(≥421%)俱佳。     

有机硅改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)和硅烷偶联剂(KH-550)等为主要原料,采用丙酮法合成了有机硅改性WPU(水性聚氨酯)乳液。结果表明:KH-550和DMPA的加料方式对WPU乳液稳定性影响较大;当w(DMPA)=3%～5%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

木材加工用水性聚氨酯胶粘剂的研究

为了获得稳定性较好的水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,以丙酮为溶剂、聚醚(N210)为软段、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)为硬段、二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂、三乙胺(TEA)为成盐剂和聚乙烯醇(PVA)为增稠剂等,制备了环保型木材粘接用WPU胶粘剂。研究了MDI、N210、DMPA、TEA和PVA用量等对乳液稳定性、胶粘剂剪切强度及黏度的影响。结果表明:当n(MDI)∶n(N210)∶n(DMPA)∶n(TEA)=2.4∶1∶0.8∶0.64、w(PVA)=2.0%～3.0%时,可制得常温(20～30℃)存放90 d以上、剪切强度超过4.2 MPa的稳定WPU胶粘剂。     

聚酯型水性聚氨酯油墨连接料的研究

以聚酯二元醇、二异氰酸酯和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,合成了聚酯型水性聚氨酯(WPU)乳液。研究了聚酯二元醇的种类、R值[R=n(-NCO)/n(-OH)]和DMPA用量等对WPU乳液的附着力、稳定性和T型剥离强度等影响。结果表明:以Pol-356(由己二酸、乙二醇和1,4-丁二醇聚合而成)为聚酯二元醇、端羟基聚酯多元醇(Pol-350)为小分子扩链剂,当w(DMPA)=9%、R值为1.200～1.225时,制成的WPU乳液固含量高、储存稳定性好,其对非极性BOPP(双向拉伸聚丙烯)薄膜等具有相对较高的附着力和T型剥离强度。     

催化剂对复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

采用丙酮法制备了复合薄膜用的水性聚氨酯(WPU)乳液胶粘剂,研究了催化剂用量对WPU反应速率及其性能的影响。研究结果表明,适量的催化剂能明显加快聚氨酯(PU)预聚体的反应速率;当催化剂质量分数为0.1%时,WPU乳液的粘度和复合薄膜的T型剥离强度最大,但WPU胶膜的玻璃化转变温度(Tg)降低,由未加催化剂时的-25.5℃降低到-29.1℃。