水性聚氨酯改性及其应用研究进展

综述了WPU(水性聚氨酯)共聚改性的几种方法(包括有机硅改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性和纳米材料改性等),介绍了WPU在涂料、皮革加工、胶粘剂及纺织加工等行业的应用现状,指出了改性WPU的发展趋势。     

国内改性水性聚氨酯胶粘剂研究进展

简要地概括了国内WPU(水性聚氨酯)胶粘剂的基本发展现况以及常用的合成方法,并且综述了目前阶段的丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅、有机氟、纳米材料、超支化预聚体和复合改性WPU等方法。指出了现阶段WPU胶粘剂所存在的一些基本问题,譬如固含量较低(45%左右),干燥固化的速度较慢,润湿性、初黏性、耐水性、耐热性及贮存稳定性较差等一些问题,并展望了WPU胶粘剂的发展趋势。     

国外水性聚氨酯胶粘剂的研究进展

综述了水性聚氨酯(WPU)胶粘剂的特点以及国外近几年的研究动态,阐述了WPU的改性方法及机制。最后对WPU未来的发展方向进行了展望。     

纳米SiO_2改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能

以PBA(聚酯二元醇)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)和BDO(1,4-丁二醇)为原料,DBTDL(二月桂酸二丁基锡)为催化剂,TEA(三乙胺)为中和剂,乙二胺为扩链剂,水为介质,采用共混法和原位聚合法合成了纳米SiO_2(纳米二氧化硅)改性WPU(水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:纳米SiO_2能有效提高WPU胶膜的热稳定性,并且采用原位聚合法制得的纳米SiO_2改性WPU胶粘剂之性能优于共混法;当w(纳米SiO_2)=2.0%、w(DMPA)=4.7%(均相对于预聚体质量而言)和R=n(—NCO)/n(—OH)=3.0时,采用原位聚合法制得的纳米SiO_2改性WPU胶粘剂的综合性能相对最佳。     

多重改性水性聚氨酯胶粘剂对聚烯烃薄膜的粘接机理

以自制的多重改性水性聚氨酯(WPU)复合乳液为基料,配合适量的消泡剂、润湿剂和偶联剂等,制备出软包装覆膜用多重改性WPU胶粘剂。考察了消泡剂、润湿剂和偶联剂用量对胶粘剂性能的影响,分析了胶粘剂对聚烯烃薄膜的粘接机理。结果表明:该胶粘剂对经过电晕处理的聚烯烃薄膜表面润湿性好、润湿速率快,并且和基材表面存在着广泛的氢键,因此其与聚烯烃薄膜表面有较强的吸附作用;通过外加偶联剂己二酰肼(ADH),强化了胶粘剂对聚烯烃表面的粘接效果;当w(消泡剂)=0.3%、w(润湿剂)=0.5%和w(ADH)=0.5%时,BOPP(双向拉伸聚丙烯)膜和CPP(流延聚丙烯)膜之间的最终粘接强度为264 N/m,可以满足软包装覆膜用胶粘剂的使用要求。     

环氧树脂对层压复合用水性聚氨酯性能的影响

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂等原料制备了层压复合用水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,考查了环氧树脂用量对其性能的影响。结果表明,随着环氧树脂用量的增加,WPU乳液黏度增加,粒径逐渐变大,稳定性变差;经环氧树脂改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性胶膜,力学性能得到提高。     

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。     

水性聚氨酯的改性研究进展

介绍了水性聚氨酯(WPU)的特点、国内外研究现状。综述了WPU的几种改性方法:有机硅改性,丙烯酸酯改性,环氧树脂(EP)改性,聚碳酸酯(PCD)改性等,以及改性WPU的性能及应用。最后,对WPU的发展前景作了展望。     

硅烷偶联剂对层压复合用WPU胶粘剂的改性研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)、二羟甲基丙(DMPA)、硅烷偶联剂(KH550)等原料制备了层压复合用水性聚氨酯胶粘剂(WPU),考查了KH550用量对其性能的影响。结果表明,随着KH550用量的增加,WPU乳液黏度增加,稳定性变差;经KH550改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性者,胶膜的力学性能和复合薄膜T型剥离强度也得到提高。     

油墨用水性聚氨酯的研究进展

介绍了水性聚氨酯(WPU)改性的几种方法,其中包括丙烯酸酯改性、有机硅改性、环氧树脂(EP)改性、有机氟改性、纳米材料改性和蒙脱土改性等,概述了WPU油墨的研究现状,并对WPU油墨的前景作了展望。     

环保型水性聚氨酯复膜胶的开发及其在软包装中的应用

合成出不同结构的水性聚氨酯(WPU)复膜胶,以PET镀铝膜(VMPET)、双向拉伸聚丙烯(BOPP)和聚乙烯(PE)为复合薄膜,探讨了聚酯结构对WPU复膜胶粘接性能的影响,分析了异氰酸酯、水性固化剂和外加溶剂等对WPU复膜胶剥离强度和干燥速率的影响。结果表明:以混合聚酯、芳香族异氰酸酯为主要原料,配合水性固化剂,合成的WPU复膜胶对多种复合薄膜具有较好的粘接性能,其平均剥离强度达到3.48N/15mm;添加少量易挥发的无害溶剂,能够提高水性复膜胶的干燥速率,其最大复合速率达到110m/min,并且完全满足工业化的生产要求。     

羧酸盐/磺酸盐复合型WPU胶黏剂的制备与表征

在以丙酮法合成固含量约为50%的磺酸盐WPU乳液胶黏剂的研究基础上,以羧酸盐改性磺酸盐WPU乳液胶黏剂制备复合型胶黏剂,研究了羧酸盐改性对磺酸盐型WPU胶黏剂性能的影响。结果表明,当DMPA用量1.6%,A95用量1.8%,聚酯多元醇中n(PBA2000)/n(PBA3000)为4/6,多异氰酸酯中n(HDI)/n(IPDI)为4/6时,WPU乳液黏度适中,分散稳定,耐水性良好,力学性能及粘接性能优异。红外光谱分析表明,成功合成了复合型WPU;DSC分析表明复合型WPU熔融温度约为48.03 ℃,磺酸盐WPU熔融温度为45.52 ℃,复合型WPU成峰面积更大,结晶性能更优;TEM分析显示,两种WPU乳液粒子均呈球形,均匀分散,粒径分布分析显示复合型WPU乳液粒径分布较磺酸盐WPU乳液更宽;GPC分析表明两种WPU分子量接近,改性对相对分子质量的影响不大;TGA分析表明550 ℃时到达热分解终点,磺酸盐WPU耐热性能稍占优势;综合性能分析结果显示两种胶黏剂都显示出良好的耐热性,力学性能及粘接性能方面,复合型WPU乳液胶黏剂明显有较大提高,同时其性能相比传统方法合成的羧酸/磺酸盐WPU也有较大提高。     

Soy-oil-based waterborne polyurethane improved wet strength of soy protein adhesives on wood

Soy-oil-based waterborne polyurethane (WPU) is used to improve wet strength in shear test of wood bonded with an adhesive of soy protein isolate (SPI) by dispersing WPU into SPI slurry. WPU׳s effects on the physiochemical properties of WPU-SPI adhesives are characterized through Fourier transform infrared spectrum, transmission electron microscopy, thermal analysis, contact angle, and mechanical strength. Wet strength of the WPU-SPI adhesives increases by 65% compared to SPI control. Moreover, the microstructure of WPU has effects on the interactions between WPU and SPI. In this study, smaller and more uniform distributed WPU0002 is easier to interact and form stronger crosslinking network with protein than WPU0500. The stronger interaction between WPU0002 and protein results in increased viscosity and bond strength. The WPU-SPI blended adhesives show significantly improved wet strength, demonstrating their potential as wood adhesives.     

耐水煮复合软包装用胶粘剂的制备及应用

以聚己二酸丁二醇酯（PBA）、聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和二羟甲基丙酸（DMPA）等为主要原料,合成了一种耐水煮复合软包装用水性聚氨酯胶粘剂,研究了n（-NCO）／n（-OH）、DMPAZL成盐过程中和程度及成盐时间对WPU各种性能的影响;经过用户试验表明,本水性聚氨酯粘合剂是一种性能优越的耐水煮复合软包装用粘合剂。     

一种高固含量阴非离子水性聚氨酯的制备与性能研究

在聚氨酯(PU)链段中同时引入阴离子亲水单体和侧链为非离子的双羟基亲水单体(A-100),可以合成出一种稳定的高固含量阴非离子型水性聚氨酯(WPU)。讨论了软段种类、A-100用量等对WPU乳液的固含量及WPU胶膜性能的影响。结果表明:以聚碳酸酯二元醇(PCD)为软段,并引入适量的A-100,可以明显提高WPU乳液的固含量;当w(A-100)=4.2%时,WPU胶膜的综合性能最好;与聚环氧丙烷二元醇(PE220)相比,由PCD和A-100制备而成的WPU,其固含量较高(为57%)、综合性能较好。     

我国水性聚氨酯鞋用胶黏剂技术发展近况

简述鞋用胶黏剂发展历程以及我周水性聚氨酯（WPU）鞋用胶黏剂技术进展和取得的初步成果,重点介绍该胶黏剂所用原料和工艺。优选混合聚酯型多元醇、混合脂肪族型多异氰酸酯、磺酸和羧酸混合基内乳化剂为主要原料,强调应重视各类助剂的使用。采用连续法工艺,可获得高质量水性鞋用胶黏剂。     

Preparation and properties of waterborne polyurethane adhesives modified by polystyrene

Waterborne polyurethane (WPU) adhesives modified by polystyrene (PS) were prepared through a prepolymer mixing process from diisocyanates, an anionic polyester, internal emulsifiers, a neutralizer, a chain extender, and PS dispersions. The latter was preformed via the in situ polymerization of styrene in poly(1,4‐butanediol adipate) diol. Transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and ¹H‐NMR techniques were used to characterize the PS dispersions and polyurethane (PU)–PS prepolymer. Experimental results with respect to the performance of the PU–PS adhesives indicate that suitable PS/polyester diol weight ratios improved the mechanical properties, thermal stability, water resistance, and initial adhesive strength of the pristine WPU adhesives. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

聚碳酸酯二醇型水性聚氨酯胶粘剂的研究

采用预聚体分散法制备了一系列聚碳酸酯二醇(PCDL)型水性聚氨酯(WPU)胶粘剂,并借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)法来跟踪预聚体的合成过程,同时还考察了该WPU胶粘剂的粘度、热稳定性和初粘强度等性能。实验结果表明,PCDL的结构和相对分子质量对该WPU胶粘剂的性能影响很大;以PCDLT-6002为原料制备的WPU胶粘剂,其粘度最低(175 mPa.s)、热稳定性最好、软链段玻璃化转变温度(Tg)最低(-33.97℃)、有软段结晶熔融峰且初粘强度最高(81N/25 mm,此时活化温度为70℃)。