水性丙烯酸酯聚氨酯乳液的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(N210)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为原料,采用种子乳液聚合法制备了水性丙烯酸酯聚氨酯(PUA)乳液。探讨了异氰酸根指数R,二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)等用量以及中和度对PUA乳液及其漆膜性能的影响,获得了PUA乳液的最佳合成条件:R=1.3,DMPA添加量为PU质量的6%,TMP和MMA的添加量分别为PUA质量的1%和30%,中和度为90%~100%。红外光谱分析表明,成功合成了PUA乳液。在优化条件下制备的乳液外观呈蓝色半透明状,平均粒径71.89 nm,黏度为66.13 mPa·s,具有较好的稳定性。以该乳液制备的漆膜附着力1级,硬度H,吸水率13.84%,具有较好的耐醇性。     

亲水单体对聚氨酯丙烯酸复合乳液性能的影响

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料合成了聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。考察了DMPA对PUA乳液的制备和性能的影响;确定了DMPA的添加工艺及中和度。发现随DMPA添加量增加,PUA乳液的外观变好,乳液粒径变小,乳液黏度增大,乳液凝胶量降低,稳定性变好。随DMPA添加量增大,PUA乳液涂膜的吸水率增大,涂膜的耐水性越差。综合得到w(DMPA)=7 5%,采用后添加DMPA的工艺,且DMPA的中和度90%～100%,可得到性能优异的PUA复合乳液。     

聚酯二元醇合成聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、自制聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,合成了聚酯型聚氨酯丙烯酸酯(PUA)复合乳液,研究了不同相对分子质量的聚酯二元醇、聚氨酯制备时不同NCO/OH比值、添加三羟甲基丙烷(TMP)含量、及合成PUA时不同PU/PA的比值对最终制备的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液及涂膜性能的影响。结果表明:1500～2000相对分子质量的聚酯二元醇:在TMP添加量为2%、NCO/OH为1.6～1.8,PU/PA以4︰6合成出的PUA,有着较好的制备稳定性和贮存稳定性,其涂膜硬度、耐水性和耐醇性较好。     

环氧树脂-水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的研究

以IPD I、聚醚、BDO、DMPA等为原料合成水性聚氨酯分散体,再加入MMA和引发剂,采用核壳乳液聚合法制备脂肪族水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。引入小分子交联剂三羟甲基丙烷(TMP)和环氧树脂E-20进行多重交联改性。用傅立叶红外光谱(FTIR)对树脂结构进行了分析。讨论了n(NCO)/n(OH)比值、环氧树脂E-20、TMP、MMA添加量对乳液性能的影响。研究发现,当n(NCO)/n(OH)=(1.3~1.4)∶1、E-20质量分数为3%~5%、TMP为1%~3%、MMA为20%~30%时,所制备的PUA乳液综合性能较好。     

NCO含量对聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料，采用原位乳液聚合法，合成聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。在保证DMPA含量、中和度等不变的情况下，研究了NCO／OH物质的量之比对乳液的性能及外观的影响。     

聚氨酯丙烯酸酯/SiO_2纳米杂化涂层的制备及其性能研究

采用不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG-200、400、600)分别与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)反应合成预聚体,再以此预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,制备了聚氨酯改性纳米SiO2;将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。讨论了PEG相对分子质量对PUA/SiO2纳米杂化涂层的耐热性能和力学性能的影响,并以FT-IR、差示扫描量热法(DSC)等进行表征。结果表明,改性后的纳米SiO2粒子优化了PUA树脂的性能,且以PEG-400与HDI合成的预聚体来改性纳米SiO2用于制备的PUA/SiO2纳米杂化涂层具有较好的耐热性和抗冲击性。     

纳米二氧化硅改性水性聚氨酯分散液的制备与表征

采用沉淀和萃取相结合,硅烷偶联剂A-174包裹改性的方法,制备了改性的纳米二氧化硅含量为15%的聚氧化丙烯二醇分散液,并以其直接作为原料,与聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)等其他原料,制备了一系列纳米SiO2粒子改性WPU样品。讨论了改性纳米SiO2加入量对乳液和涂膜性能的影响。研究表明:纳米SiO2聚醚二元醇分散液与预聚物发生了反应,纳米SiO2均匀分散在预聚物中,乳化后,纳米SiO2粒子在水性聚氨酯中分散性变好,纳米SiO2用量为预聚物质量的2.0%时,得到了稳定的纳米二氧化硅水性聚氨酯分散液,复合涂膜的断裂伸长率为300%,拉伸强度为13 MPa,耐水性、硬度、热稳定性得到较大的提高。     

PVC手套涂饰剂的研制

以聚醚二元醇(N210)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为原料,采用丙酮法合成出了水性聚氨酯乳液。实验选用了一种高价金属离子化合物与水性聚氨酯乳液混合制得了性能良好的PVC手套专用的涂饰剂。着重探讨了R值、DMPA、TMP用量及中和度对乳液及成膜性能的影响。研究结果表明:控制R值为5～6、DMPA质量分数为7.5%～8%、TMP质量分数为1%、中和度为90%时所制得乳液的稳定性、粘度均能达到要求;通过高价金属离子化合物的引入,改善了涂层的附着力和耐水性。用该涂饰剂涂饰的手套具有良好的爽滑性和穿戴性。     

聚酯二元醇合成聚氯酯丙烯酸酯复合乳液的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、自制聚酯二元醇、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）为主要原料,合成了聚酯型聚氨酯丙烯酸酯（PUA）复合乳液,研究了不同相对分子质量的聚酯二元醇、聚氨酯制备时不同NCO／OH比值、添加三羟甲基丙烷（TMP）含量、及合成PUA时不同PU／PA的比值对最终制备的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液及涂膜性能的影响。结果表明：1500～2000相对分子质量的聚酯二元醇：在TMP添加量为2％、NCO／OH为1．6～1．8,PU／PA以4：6合成出的PUA,有着较好的制备稳定性和贮存稳定性,其涂膜硬度、耐水性和耐醇性较好。     

纳米SiO_2表面改性及其在WPUA中的应用研究

用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2进行表面改性,通过光固化法制备纳米SiO2/水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)复合涂膜,考察了纳米SiO2的粒径、改性条件及SiO2和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)用量对涂膜性能的影响。结果表明,当KH-570用量为10%,反应温度为60℃和反应时间为7 h时,对纳米SiO2表面的改性效果最好;采用粒径为56 nm的改性SiO2所制备的WPUA具有优良的性能;当DMPA的质量分数为6.5%～8.0%时,WPUA乳液的稳定性和外观较好;当加入1.0%改性后的纳米SiO2时,WPUA乳液和涂膜的综合性能较佳。     

水性封闭异氰酸酯乳液的合成及稳定性研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、三羟甲基丙烷(TMP)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,2-甲基咪唑为封闭剂,三乙胺为中和剂制备了水分散封闭异氰酸酯(WBI)乳液,考察了中和剂和Zeta电位(ζ-电位)对WBI乳液稳定性的影响,探讨了乳液耐电解质能力及其温敏特性对其解封温度及双组分聚氨酯漆膜性能的影响。实验结果表明:用三乙胺作为中和剂时,乳液粒径较小,稳定性及贮存稳定性均较好,最佳中和度为100%。随DMPA用量的增加,乳液的ζ电位绝对值增大,乳液粒径减小、耐电解质能力增强,乳液的稳定性提高。乳液的Zeta电位及粒径受温度影响较小,说明乳液较为稳定。DMPA用量为20%～25%(摩尔分数)较适宜。差示扫描量热法(DSC)分析表征其解封温度为125.6～138.1℃,应用表明此类WBI作为固化剂可以赋予涂料较好的耐水性、耐醇性、硬度及耐冲击性。     

低亲水基含量丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液及其膜性能的研究

采用自乳化的工艺,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚已二酸丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)、丙烯酸酯为主要原料,制备了一系列稳定的高固含量聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA)。研究了在DMPA用量最低为0.8%(占固含量的百分比),固含量为40%左右的条件下,PBA的分子量、DMPA的用量、PU/PA对PUA乳液性能及其涂膜性能的影响。     

阴离子型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇醚(PPG-220)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备了阴离子型水性PU乳液,研究了DMPA用量、n(NCO)／n(OH)值、交联剂TMP用量对水性PU乳液与涂膜性能的影响,得出了制备阴离子型水性PU的最佳配方。     

DCC法合成端羟基超支化聚酯

以三羟甲基丙烷(TMP)为核分子、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为聚合单体、N,N′-二环己基碳二亚胺(DCC)为脱水剂、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用一步法合成了结构规整的二代端羟基超支化聚酯(HBP-OH),通过红外光谱(FTIR)、热重(TG)和基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对其结构进行表征,探究缩合反应条件对HBP-OH合成的影响。结果表明,最佳缩合反应条件如下：DCC溶液注入速度为1 mL·h^-1、反应时间为4 h、n(TMP)∶n(DMPA)∶n(DCC)为1∶9∶9,在此条件下,HBP-OH产率为89%。     

二羟甲基丙酸用量对聚氨酯-丙烯酸酯离聚物乳液性能的影响

用甲苯二异氰酸酯、聚己二酸新戊二醇酯多元醇(PDGA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸-2-羟乙酯合成了聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)离聚物乳液,讨论了DMPA用量对其性能的影响。结果表明,当DMPA与PDGA的摩尔比增大时,PUA离聚物乳液的平均粒径减小,粒径分布变窄,黏度增大,稳定性提高,但DMPA用量过高时,会使具有高表面能的小粒子团聚,从而给PUA离聚物的乳液性能带来负面影响。     

阴离子型核壳结构水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成了具有核壳结构的聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。用FT-IR、TEM和粒度仪对所制备的共聚乳液的粒径、形态结构和胶膜的力学性能进行了表征。研究表明,随DMPA添加量增加,离子基团增加,PUA乳液平均粒径渐小,乳液黏度先增大后减小,其含量为6%较适宜。     

聚酯型水性聚氨酯的合成和性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸等为主要原料合成了聚酯型水性聚氨酯乳液。研究了三羟甲基丙烷(TMP),二羟甲基丙酸(DMPA),异氰酸酯基与羟基物质的量比(n/n)等对水性聚氨酯耐水性能、稳定性以及力学性能等的影响。结果表明,当n/n为NCO OH NCO OH2,DMPA含量为6%,TMP加入量0.6%,水性聚氨酯性能最佳。     

氟化聚氨酯/纳米SiO_2复合超疏水涂层的制备

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG-1000)、三羟甲基丙烷(TMP)、全氟辛醇和纳米SiO_2为原料,对二甲苯为稀释剂,制备了氟化聚氨酯/纳米SiO_2复合涂料,并用喷涂法制得具有超疏水特性的涂层。考察了SiO_2用量和粒径、TMP用量和稀释剂类型对涂层疏水性的影响。结果表明,基于20 g PPG-1000,当粒径30 nm的SiO_2用量为8 g、TMP用量为1 g时,制备的涂层具有良好的疏水性,水接触角为160.3°,滚动角为7.5°,且涂层对铝片的附着力为0级,铅笔硬度达到了H级。     

TDI改性水性醇酸树脂的合成研究

先以亚麻油(L.O.)、三羟甲基丙烷(TMP)、邻苯二甲酸酐(PA)为主要原料,采用醇解法合成了端羟基醇酸树脂预聚物,再与甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等原料反应合成了TDI改性的水性醇酸树脂分散体(WAR)。探讨了醇酸树脂预聚物的油度、酸值、DMPA含量、R值[n(—NCO)/n(—OH)]等因素对分散体的外观、黏度、粒径及涂膜的硬度、柔韧性、光泽等性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)表征了产物的结构。采用热重分析(TG)研究了R值对涂膜耐热性的影响。研究结果表明:当水性醇酸树脂的油度为40%~45%,酸值为7~10 mgKOH/g,DMPA含量为7%,R值为1.4时,所得涂膜的硬度、光泽、稳定性等性能最佳。     

环氧改性PPC基水性聚氨酯乳液的合成及应用

以聚碳酸亚丙酯二元醇(PPC)为软段,1,4-丁二醇(BDO)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,通过环氧树脂改性,制得一种新型的环氧改性水性聚氨酯乳液,用其制备的常温自干漆在金属底材上有良好的附着力和耐性。讨论了n(—NCO)/n(—OH)比值、DMPA用量、环氧树脂用量、中和剂和中和度等对乳液性能和贮存稳定性的影响,确定了最佳合成条件。