环保交联水性聚氨酯油墨连结料的制备与性能

分别采用二官能度的2-[(2-氨基乙基)-氨基]乙基磺酸钠(A95)、多官能度的二亚乙烯三胺(DETA)和三亚乙烯四胺(TETA)作为扩链剂或交联剂,合成了3种水性聚氨酯(WPU)分散体。结果表明,DETA能显著提高WPU的相对分子质量、粘接性能及耐水性能。但是,单独采用DETA制备WPU的储存期较短(>4个月)。因此,利用A95与DETA的协同作用,采用不同摩尔比的A95/DETA(4：1、3：2、2：3、1：4)作为混合扩链剂(交联剂)制备了一系列WPU。结果显示,WPU分散体的固含量约为33%、pH=7～8、平均粒径为117.8～372.3 nm。当A95/DETA的摩尔比为2：3时,WPU具有较好的储存稳定性、粘接性能、力学性能、抗水抗油性能及较高的相分离程度。WPU制备在过程中仅需添加3%～4%的有机溶剂,可以直接用作水基油墨连结料,避免溶剂的回收,有利于工业化生产。     

水性聚氨酯油墨连接料的关键性能分析

综述了食品包装用水性聚氨酯(WPU)油墨连接料的耐蒸煮性(热稳定性、耐水性和附着性能)、干燥速率和复溶性等关键性能的特点及改善方法,提出了采用对称结构的二异氰酸酯、小分子扩链剂及结构规整的耐水解性较好的聚酯多元醇为主要原料,制备的高固含量WPU可获得较好的耐蒸煮性和干燥速率;在此基础上,制备亲水性低聚物包围疏水性聚合物的复合乳液(或掺杂过度金属螯合物),可平衡WPU油墨的复溶性和耐水性,从而满足WPU油墨的印刷适性。最后对WPU油墨今后的发展方向进行了展望。     

印刷油墨用水性聚氨酯的研究进展

简述了环保型水性油墨的特点,着重对印刷油墨用水性聚氨酯的原料选择、制备方法、改性以及应用等方面进行了系统的论述。     

水性聚氨酯树脂油墨连接料的制备及性能研究

为提高水性油墨连接料的附着性和耐水性,提出水性聚氨酯树脂油墨连接料制备及性能研究。采用聚丙二醇、丁二醇和二羟甲基丙酸为实验原料,加入适量的异佛尔酮二异氰酸酯、催化剂,在80℃条件下恒温反应制备了水性聚氨酯树脂油墨连接料。性能测试结果：刚制备成膜的连接料界面张力偏高,为9.8mN/m,但静置10h后可降至0.8mN/m,此时连接料具有良好的稳定性;水性聚氨酯黏度可达到79.96 m Pa·s,表明水性聚氨酯在PET薄膜上具有良好的附着能力;样品在10h时可达到饱和状态,吸水率仅为6.3%,样品具有较好的耐水性能。所提方法制备的水性聚氨酯树脂油墨连接料具有较好的附着性和耐水性,具有一定应用价值。     

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。     

非结晶性水性聚氨酯油墨连接料的合成

以端羟基聚丁二烯(HTPB)、聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料制备了一系列水性聚氨酯乳液.采用FTIR、XRD、SEM对胶膜的结构及形貌进行了表征,对乳液性能、胶膜的吸水率、力学性能及胶膜在双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜上的剥离强度进行了测试,通过胶膜与水、乙二醇、二碘甲烷的接触角测试计算了胶膜的表面能.结果表明,随着HTPB含量的增加,乳液粒径逐渐增大、胶膜表面能大致呈逐渐减小趋势.当HTPB含量为PNA物质的量的30％时,水性聚氨酯乳液综合性能最好,平均粒径为287.3 nm,胶膜表面能为31.77 mJ/m2,拉伸强度为14.20 MPa,断裂伸长率为977.72％,在BOPP薄膜上的剥离强度为4.4 N/25 mm.以该乳液配制的油墨满足GB/T 26394—2011《水性薄膜凹印复合油墨》对油墨黏度13～50 s的要求,且具有良好的初干性和抗粘连性,可满足日常使用.     

环氧树脂改性水性聚氨酯合成与表征

随着石油资源的日益短缺和环保法律法规的不断完善,环境友好材料的研制成为聚氨酯材料发展的主要趋势。植物油具有来源广泛、价格低廉、品种繁多、可选择性强等优点。因此,植物油改性水性聚氨酯逐渐成为水性聚氨酯发展的重要分支。本文分别就国内外蓖麻油、亚麻籽油、大豆油、菜籽油改性水性聚氨酯的研究现状与进展进行了分类探讨,并对植物油改性的发展趋势进行了展望。     

环保型水性陶瓷连结料（印油）及油墨的研发技术要点

伴随着全球环保法令法规的日趋完善,传统的陶瓷连结料(印油介质)及油墨产品被淘汰.笔者根据多年的实践,现就环保型水性陶瓷包装材料所需的连结料(印油)及油墨技术研发要点,提出我们的见解,与同仁们商榷.     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能

采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸((DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,合成了环氧改性的水性聚氨酯乳液。研究了反应温度、乳化分散速度、中和度和环氧树脂的用量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明:当乳化分散速度为4 000~5 000 r/min,中和度为90%~95%,环氧树脂的添加量为4%~6%时,可得到性能较好的乳液。通过环氧树脂改性的水性聚氨酯涂膜具有硬度高、耐水性和力学性能好的特点。     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-128)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,制备环氧改性水性聚氨酯乳液。研究预聚体中的—NCO和—OH物质的量之比(R)及小分子扩链剂、亲水扩链剂、环氧树脂的加入量,对粒径、黏度、贮存稳定性和涂膜耐水性的影响。实验结果表明:预聚体中R值为6～7;小分子扩链剂BDO用量为7%～8%;亲水扩链剂DMPA的用量为6%～7%;环氧树脂添加量为6%～7%时,乳液外观及稳定性最好,涂膜的耐水性能优异,可以作为一种性能优异的涂料用水性聚氨酯树脂。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯多元醇(PEDA)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,通过添加不同种类和不同含量的环氧树脂(E-12、E-51)进行改性,合成了环氧树脂改性水性聚氨酯(EWPU)乳液,讨论了DMPA含量、环氧树脂种类和含量对EWPU乳液粒径、粘度、贮存稳定性以及胶膜吸水率和力学性能的影响。结果表明,环氧树脂中的环氧基团在整个反应过程中没有参与反应,保留在EWPU乳液中;DMPA质量分数为4%、环氧树脂E-12质量分数为8%时,制备的EWPU乳液和胶膜的性能较好。     

环氧树脂改性脂肪族水性聚氨酯的合成及其性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇2020、聚醚多元醇3050、酒石酸和环氧树脂E-44为主要原料,合成了内交联改性的聚醚型脂肪族水性聚氨酯(WPU)乳液,讨论了影响乳液稳定性及胶膜力学性能的因素。结果表明,当环氧树脂质量分数在4.0%～6.0%、nNCO∶nOH摩尔比在4.2～4.4、酒石酸质量分数在2.0%～2.2%、聚醚多元醇质量比m2020/m3050在为2.0～2.2之间时,可得耐水性、稳定性、力学性能优良的改性WPU乳液。     

环氧改性聚酯聚醚型水性聚氨酯的合成及性能研究

选用环氧树脂E-44为改性剂,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(PPG-220)、聚酯多元醇(POL-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料合成了一系列环氧树脂改性的水性聚氨酯乳液。探讨了聚酯多元醇、DMPA和环氧树脂加入量对乳液和膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、接触角及拉伸测试研究了改性树脂的结构、耐水性和力学性能;通过差示扫描量热法(DSC)和热重(TG)分析研究了聚合物膜的热性能。实验结果表明:当w(聚酯)=20.0%,w(DMPA)=3.9%,w(E-44)=8%时,获得综合性能优良的改性水性聚氨酯。     

环氧改性水性聚氨酯乳液合成及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚氧化丙烯二醇（PPG）、环氧树脂（EP）为主要原料合成了环氧改性水性聚氨酯乳液,考察了环氧树脂的相对分子质量大小、添加量对乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱和差示扫描量热法对涂膜结构和耐热性进行了分析,结果表明：加入6％～8％的环氧树脂E-44,能使EP与聚氨酯（PU）相互交联聚合成网状结构,交联密度的提高可使涂膜的硬度和拉伸强度增大,吸水率降低。     

水性聚氨酯改性环氧树脂固化剂

将表面活性剂接枝到聚氨酯改性环氧树脂主体上，制备水性聚氨酯改性环氧树脂固化剂．配制的水性环氧地板涂料性能优良。讨论了TDI用量对固化剂性能和涂膜性能的影响。     

环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯的合成研究

用环氧树脂E-44和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯(WPU),丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳,HEA为核壳之间桥连的核壳交联型PUA复合乳液.这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强,丙烯酸酯的耐水和耐候性好,环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点.实验研究结果表明:随着环氧树脂E-44和MMA添加量增大,胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高,胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低.当环氧E-44含量为4%,MMA含量为20%～30%时综合性能较好.     

高固含量环氧改性磺酸盐型水性聚氨酯的合成与表征

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)为主要原料,以1,4-丁二醇为小分子扩链剂,以乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,并用环氧树脂E-51作为改性剂,得到固含量为50%的环氧树脂改性磺酸盐型水性聚氨酯乳液SWPU-E。实验研究了环氧用量对乳液的粒径及其分布和对胶膜力学性能的影响;实验还采用红外、核磁、热重分析等方法对胶膜的结构和热稳定性等进行了深入的分析。结果表明:环氧树脂的羟基和环氧基团参与了反应,生成了环氧改性的水性聚氨酯结构;随着环氧用量的增加,乳液的平均粒径从95.8 nm增加到169 nm,粒径分布变宽;胶膜的拉伸强度随之变大,当环氧用量低于4%时,拉伸强度明显增加,由16.21 MPa增加到43.7 MPa,之后拉伸强度增加缓慢;胶膜的热稳定性随环氧用量的增加得到明显提高,初始分解温度、转折点温度、分解终点温度均朝高温方向移动。     

环氧树脂蓖麻油双重改性水性聚氨酯皮革涂饰剂的合成与性能

以聚氧化丙烯二醇(PPG)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,蓖麻油(CO)和环氧树脂(E-44)为交联剂,采用预聚体分散法合成了一系列用于皮革涂饰的环氧树脂蓖麻油双重改性水性聚氨酯(ECOWPU)。采用FTIR、TEM、DSC、TGA对聚合物结构及膜的性能进行了分析。FTIR表明聚合物中引入了蓖麻油和环氧树脂,羟基和环氧基均参与反应。通过TEM可观察乳液颗粒呈球形,粒径较为均匀。DSC表明,改性后胶膜的微相分离程度增大。TGA表明,环氧树脂和蓖麻油的加入提高了聚氨酯的热稳定性。蓖麻油、E-44含量的增加,均使胶膜拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率、吸水率降低。当蓖麻油添加量为4.9%,E-44添加量为7%时,胶膜的综合性能最佳。