酰胺基扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

以二乙醇胺(DEA)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,合成了N-(2-吡咯烷酮乙基)二乙醇胺(DVP)扩链剂,再以DVP、聚醚二元醇(N220)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、一缩二乙二醇(DEG)为主要原料,合成了不同DVP质量分数的水性聚氨酯。采用FTIR和1HNMR表征了DVP的结构,通过FTIR、TGA分析了改性水性聚氨酯的结构,并测定了其乳液的粒径和胶膜的力学性能、吸水率。结果表明:当w(DVP)=0.5%时,乳液粒径为44 nm时,合成的聚氨酯胶膜综合性能最佳,拉伸强度为21.04 MPa,断裂伸长率为854.6%,失重5%和50%的温度(T5%、T50%)分别为269.9和343.5℃,吸水率为13.41%。与未改性水性聚氨酯相比,DVP扩链的水性聚氨酯在力学性能、耐热性和耐水性均有显著提高。     

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。     

聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液的制备和性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二醇(N210)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)和乙二胺(EDA)为小分子扩链剂,采用预聚体法合成了系列聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液。讨论了中和度、乳化时加水速度、乳化扩链温度、乙二胺(EDA)加入量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,中和度控制在100%,乳化时加水速度控制在100mL/min,乳化和扩链温度控制在0～5℃、EDA用量为扩链剂理论用量的60%时,所得到的聚醚型芳香族水性聚氨酯乳液及胶膜综合性能最好。     

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。     

硅烷偶联剂KH-602改性水性聚氨酯的研究

以聚醚(N-210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为基本单体,以硅烷偶联剂3-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)作为后扩链剂,通过在后扩链工艺中加入不同比例的KH-602,合成了一系列改性的固含量在28%~40%的水性聚氨酯乳液。用红外光谱对产物结构进行了表征,考察了KH-602加入量对乳液稳定性、胶膜耐水性、力学性能及热性能的影响,同时对乳液进行了接触角的测试。研究表明在一定范围内,随着KH-602加入量的增加,胶膜的拉伸强度增加,断裂伸长率下降,耐热性提高,接触角增大。     

PVB/KH-560协同改性聚氨酯的合成及膜性能

以聚醚丙二醇(PPG600)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为主要原料,DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)扩链合成支链型Si-WPU(硅氧烷水性聚氨酯)预聚体,再与PVB(聚乙烯醇缩丁醛)键合得到协同改性水性聚氨酯(PVB-Si-WPU)乳液,制备成膜。采用FT-IR(红外光谱)和TG(热重分析)法对胶膜进行表征,考察了R(—NCO/—OH)值和KH-560、PVB含量对乳液或胶膜性能的影响。研究结果表明:KH-560和PVB接枝到WPU分子链后,胶膜热稳定性得到一定提高;R值=2.6时,拉伸强度达到5.4 MPa,断裂伸长率降至237%;当KH-560和PVB添加量的质量分数分别等于6%和2%时(相对于纯WPU胶膜),PVB-Si-WPU胶膜的拉伸强度、断裂伸长率分别增长3.78、2.01倍,吸水率由38.0%降到15.4%。可见,KH-560和PVB的引入提高了WPU乳液的综合性能。     

有机硅/丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚酯二元醇(XH-111)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)等为主要原料,分别制得HEA封端和HEA、KH-550共同封端的水性聚氨酯乳液,再加入丙烯酸酯单体进行自由基引发聚合,分别制备出丙烯酸酯改性和丙烯酸酯、KH-550共同改性的水性聚氨酯复合乳液。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,对改性水性聚氨酯乳液的结构和胶膜的热稳定性、结晶性和力学性能进行了考察。结果表明,改性水性聚氨酯的结晶性降低,热稳定性提高。当w(丙烯酸酯)增大到20%,w(KH-550)增大到15%时,胶膜的拉伸强度由5.6 MPa增加到23.9 MPa,断裂伸长率由491%降到247%。     

KH-550对水性聚氨酯性能的影响及机理分析

以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,聚四氢呋喃二醇(PTMG)和聚己二酯1,4-丁二醇酯(PBA)为软链段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬链段,成功制备了固含量50%以上低黏度γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。对乳液和胶膜进行了物性表征和研究,分析了KH-550改性WPU的作用机理。实验发现当KH-550加入量为预聚体质量分数2%时,其改性的WPU的综合物性最佳,此时乳液固含量在50%左右,乳液粒径小于130 nm,黏度低于400m Pa·s;胶膜的拉伸强度大于35 MPa,断裂伸长率大于750%,吸水率低于5%。     

PVC手套涂层用水性聚氨酯的研制

以六次甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚醚PPG等为原料,通过丙酮法合成了PVC手套涂层用高强度、高伸长率水性聚氨酯乳液,探讨了n(NCO)/n(OH)、n(IPDI)/n(HDI)和后扩链剂乙二胺对水性聚氨酯性能的影响,并对水性聚氨酯乳液进行了冻融稳定性测试。结果表明,当n(NCO)/n(OH)=4.5、n(IPDI)/n(HDI)=1.5:1时,后扩链剂用量为0.7 g时,制备的水性聚氨酯具有良好的低温涂层稳定性,胶膜的拉伸强度24.61 MPa,伸长率达到663.5%,且手套在70℃、72 h内壁不粘连。     

二元胺扩链剂对水性聚氨酯性能影响研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(PBA2000)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)或异佛尔酮二胺为小分子扩链剂,合成了一系列稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液。并对异佛尔酮二胺作为前扩链剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能进行了分析检测,结果显示,异佛尔酮二胺的引入时水性聚氨酯乳液粒径变小,粘度变大;胶膜的吸水率和溶胀率降低,由8.8%和121.2%分别降到2.7%和68.3%。拉伸强度和透光率由11.0 MPa和87.0%分别增加到30.8 MPa和90.1%。