水性聚氨酯的合成与改性

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用三羟甲基丙烷(TMP)进行交联改性合成了水性聚氨酯(WPU),研究了n(-NCO)/n(-OH)、DMPA及TMP对WPU的耐水性、稳定性和力学性能的影响。研究发现,改性后的乳液常温贮存稳定性好,适度交联可提高胶膜的拉伸强度及耐水性。     

蓖麻油/硅烷双重改性水性聚氨酯黏合剂

以聚醚二元醇(N220和N240)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CO)和有机硅烷(KH-550)为交联剂,合成了CO/KH-550双重改性WPU(水性聚氨酯)黏合剂。探讨了m(N220)∶m(N240)比例、CO和KH-550用量对WPU黏合剂及其涂料印花织物性能的影响。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=1.4、w(CO)=5%、m(N220)∶m(N240)=2∶1和w(KH-550)=4%时,CO/KH-550双重改性WPU黏合剂的耐水性较好,其涂料印花织物的摩擦牢度及皂洗牢度均明显高于未改性WPU,并且织物手感较柔软。     

苯酐聚酯多元醇合成水性聚氨酯的研究

以苯酐聚酯二元醇(APP)为主要原料合成了水性聚氨酯(WPU)树脂,探讨了n(-NCO)/n(-OH)比值及扩链剂等对WPU成膜性能的影响。研究结果表明,适度交联可提高WPU胶膜的拉伸强度和耐水性;当w(二羟甲基丙酸)=3.3%、n(-NCO)/n(-OH)=4.0和w(乙二胺)=1.0%时,WPU胶膜的综合性能最好;与其他多元醇[如聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、聚醚多元醇(N-220)和聚酯多元醇(PS)等]合成的WPU树脂相比,用APP合成的WPU树脂,其成膜光泽和断裂伸长率较好、综合性能最优。     

丙烯酸酯类低聚物改性水性聚氨酯压敏胶的性能研究

以聚醚多元醇和IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)为主要原料,以自制的DJW-330(丙烯酸酯类低聚物)为WPU(水性聚氨酯)乳液的化学改性剂,采用自乳化法合成了性能良好的改性WPUA(水性聚氨酯丙烯酸酯)乳液。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=0.95、w(DJW-330)=1.4%时,改性WPUA乳液的稳定性较好,其粒径分布变宽,耐热性略高于未改性WPU乳液;由于DJW-330与WPU分子间是以化学键的形式结合,故此时改性WPUA压敏胶的初粘力(14#号球)、持粘力(100 min)和180°剥离强度(5.38 N/cm)同时达到最大值。     

高固含量聚醚型水性聚氨酯的合成与影响因素

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六次甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段、聚醚(N-220)为软段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性物质、乙二胺为后扩链剂和三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂等,合成了高固含量的聚醚型水性聚氨酯(WPU)乳液。采用衰减全反射红外光谱(ATR)对其结构进行了表征,并探讨了溶剂(丙酮)和DMPA含量、反应过程中预聚体的黏稠度、扩链剂的加料顺序和扩链时间等因素对WPU乳液固含量的影响。实验结果表明,在保持其他条件不变的情况下,即n(-NCO)∶n(-OH)=1.2∶1、m(HDI)∶m(IPDI)=2∶1和n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)=1∶4、w(DMPA)=1.5%(相对于树脂而言)且w(丙酮)=50.4%～75.5%(相对于树脂而言)时,在预聚反应过程中,若体系较稀(即黏度较低),在乳化时先加入乙二胺,待反应4～7min后再加入水,如此易制得稳定的高固含量(40%～46%)聚醚型WPU乳液。     

聚氨酯交联改性聚丙烯酸酯压敏胶的研究

采用溶液自由基共聚法合成了含有羟基的(甲基)丙烯酸酯共聚物(PA),采用预聚法合成了端-NCO基聚氨酯(PU)预聚体,然后将PA和PU预聚体混合均匀后制备PUA压敏胶。考察了n(-NCO)∶n(-OH)比例、不同相对分子质量(Mn)的聚丙二醇(PPG)和不同类型的聚醚合成的PU预聚体对PUA压敏胶性能的影响。实验结果表明,改性PUA压敏胶的剥离强度随着PU预聚体用量的增加而逐渐降低,最大降幅为8N/30mm左右,但残胶现象可消除;当n(-NCO)∶n(-OH)=3∶2、m(PA)∶m(PU)=10∶1且PPG的Mn为400时,所制取的PUA压敏胶的持粘性较未改性PA压敏胶提高了267%,但初粘性则有所降低;对Mn均为400的聚乙二醇(PEG)和PPG而言,由PEG400合成的PUA压敏胶比由PPG400合成的PUA压敏胶改性效果更好。     

用均匀设计和正交设计研究水性PU压敏胶配方

为制得环保、交联型水性聚氨酯压敏胶,以IPDI、聚醚多元醇、DMPA、TMP为主要原料进行乳液聚合.用红外光谱表征合成材料的结构,测定其初粘性、持粘性、180°剥离强度.运用均匀设计筛选配方,并用正交图表分析较优值,通过正交试验确定了压敏胶的最佳配方.当n-NCO/n聚醚-OH=2.5:1,TMP/N220的-OH物质的量比为1:3时,压敏胶综合性能最好,初粘性为13号钢球,持粘性为23.1 h,180°剥离强度为20.14 N/20 mm.     

磺酸型水性聚氨酯压敏胶的合成及表征

本文以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、磺酸型水性聚酯多元醇、1,4-丁二醇(BDO)为主要原料,制备了磺酸型水性聚氨酯压敏胶,讨论了n(-NCO)/n(-OH)比值(R值)、小分子扩链剂/聚酯多元醇比值(C/A值)、磺酸型水性聚酯多元醇的分子量大小对压敏胶性能的影响。研究结果表明,当R值为1.20,C/A值为3.0,磺酸型水性聚酯多元醇的分子量为3000时,水性聚氨酯压敏胶的性能优异,初粘力达到滚动27.3cm(13#钢球),持粘力达到25.5h。     

脂肪链改性水性聚氨酯表面能的研究

根据表面活性剂的原理,使用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚醚N-210、二羟甲基丙酸（DMPA）、一缩二乙二醇（EX）、三羟甲基丙烷（TMP）以及含有十八个碳脂肪链的三羟甲基丙烷单油酸酯（TMPM）为原料合成了一种具有长脂肪侧链疏水基团的水性聚氨酯。研究了TMPM含量、-NCO和-OH的比值、交联度以及亲水基团含量对水性聚氦酯乳液表面能的影响。结果表明,当TMPM含量增加、--NCO和-OH的比值增大、适当交联、亲水基团含量减小都可以降低脂肪链改性水性聚氨酯水乳液的表面张力。     

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。     

不同结构的水性聚氨酯的合成及其性能研究

选用不同的软链段比例、不同的异氰酸酯比例和不同的扩链剂制备了水性聚氨酯(WPU),并讨论了n(-NCO)∶n(聚醚和聚酯中-OH)比值和R值的变化对WPU性能的影响。研究结果表明,在预聚反应中,当软链段中n(聚醚)∶n(聚酯)比值为0.5∶0.5、异氰酸酯中n(TDI)∶n(MDI)比值为0.5∶0.5、w(-COOH)为1.0%时,选用DEG为扩链剂、固定R值为1.3左右,可以得到性能优越的WPU。     

IPDI/HDI型水性聚氨酯分散体的合成及性能研究

以脂肪族异氰酸酯[异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)]、聚醚(N-220)为主要原料,通过丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。探讨了n(IPDI中-NCO):n(HDI中-NCO)比例、后扩链剂用量和交联度等对WPU胶膜力学性能和耐溶剂(水和乙醇)性能的影响。结果表明:随着n(IPDI中-NCO):n(HDI中-NCO)比例的增加,WPU胶膜的拉伸强度提高,断裂伸长率、耐水性和耐乙醇性均下降;当n(IPDI中-NCO):n(HDI中-NCO)=0.25:1时,WPU胶膜的吸水率只有6%;随着后扩链剂用量或交联度的增加,WPU胶膜的拉伸强度提高、断裂伸长率下降。     

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。     

复合改性水性聚氨酯乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。在此基础上,采用三羟甲基丙烷(TMP)对其进行了交联改性并通过环氧树脂和丙烯酸酯对其进行共聚改性,制得了以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳的核壳交联型水性聚氨酯分散体。通过乳液粒度、黏度和涂膜的耐水性和硬度、接触角等分析以及透射电镜观测研究了二羟甲基丙酸(DM-PA)、TMP、环氧树脂以及MMA用量对水性聚氨酯涂膜耐水性等性能的影响,确定了最佳物料配比。结果表明,当DMPA、E-20、TMP和MMA在聚氨酯水性分散体中的质量分数分别为7.5%、6%、1%和20%时,合成的水性聚氨酯乳液平均粒径80 nm,黏度适中,胶膜的物理力学性能较好,耐水性提高。     

手套涂饰剂用水性聚氨酯乳液的研制

以聚醚二元醇(N220、N240)、聚醚三元醇(N330)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)和蓖麻油(C.O)等为原料,采用丙酮法合成出水性聚氨酯(WPU)乳液。着重探讨了R值、C.O和TMP用量等对WPU乳液及成膜性能的影响。研究结果表明,当R值为5、m(N220):m(N240)=1:1、选择8%C.O作为交联剂时,所合成的WPU乳液外观好、拉伸强度大、断裂伸长率适中、附着力优良、胶膜光滑细腻丰满且符合手套涂饰剂的涂层要求;与国外同类产品相比,由该WPU乳液所配制的手套涂饰剂的透气性能和价格更胜一筹,完全可以替代同类进口产品。