水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成与表征

为开发高性能且环保的丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲基丙烯酸甲酯为主要原料,采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯预聚物／乙烯基单体混合物,然后加入引发剂,经自由基乳液聚合得到聚氨酯一丙烯酸酯（PUA）复合乳液,并对影响复合乳液性能的因素进行了探讨．研究发现,PUA复合乳液的性能及外观与-NCO／-OH比（物质的量比,下同）、二羟甲基丙酸（DMPA）含量以及中和度等密切相关．当n（-NCO）：n（-OH）=1．3～1．4,-COOH质量分数在2．6％左右．中和度为90％～100％时,所得PUA复合乳液的外观好、性能佳．     

水性双组分聚氨酯柔感涂料的制备及性能

以自制聚酯多元醇、二异氰酸酯为原料分别合成含羟基端水性聚氨酯及水性聚氨酯,并以亲水性脂肪族聚异氰酸酯为固化剂,添加适量助剂配制水性双组分聚氨酯柔感涂料.考察了聚酯多元醇的相对分子质量、二羟基丙酸(DMPA)的用量、-OH/-NCO比例等与涂料的稳定性、铅笔硬度、附着力、柔韧性、耐水性、耐溶剂性、耐化学品性、耐刮伤性以及耐化妆品性之间的关系.研究结果发现:合成水性聚氨酯分散体所用的聚酯多元醇的相对分子质量为2 000,DMPA质量分数为6%,合成羟基端水性聚氨酯分散体中-OH/-NCO=1.6,固化过程中-NCO/-OH=1.5～1.6时,涂料的综合性能最好.     

高强度聚氨酯乳液的合成与性能研究

采用甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚合物多元醇和二羟甲基丙酸（DMPA）反应制得聚氨酯乳液,讨论了不同的聚合物多元醇,-NCO与-OH摩尔比值,三羟甲基丙烷（TMP）和DMPA对乳液胶膜力学性能的影响,研究结果表明,当采用聚酯二元醇ODX-218,-NCO与-OH的摩尔比值为1.5,TMP和DMPA含量为2.0%和7.0%时,可以得到胶膜力学性能好的聚氨酯乳液。     

聚酯型水性聚氨酯的合成与性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚酯二元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)反应制得聚酯型水性聚氨酯乳液,讨论了-NCO与-OH摩尔比值、反应温度、扩链剂种类及催化剂等对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响。研究结果表明:较好的反应条件为初始-NCO与-OH摩尔比值2.6～4.0之间,反应温度80℃。在此反应条件下,采用二月桂酸二丁基锡/三乙胺复合催化剂及二乙烯三胺/乙二胺复合扩链剂可以得到具有良好储存稳定性、耐水性和物理性能的聚酯型水性聚氨酯。     

DCPD改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的合成

以二聚戊二烯(DCPD)为原料先合成不饱和聚酯二元醇,与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)合成紫外光固化树脂,用三乙胺中和得到稳定的DCPD改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯(WDUPUA)乳液,同时采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对WDUPUA的结构进行表征。采用单因素变量法探讨了反应温度和反应时间、阻聚剂、n(—NCO)/n(—OH)、DMPA含量和中和剂对合成反应及乳液性能的影响。结果表明:合成过程中第1步反应温度和时间分别为60℃、2.5 h,第2步分别为75℃、4 h,第三步分别为75℃、3 h,阻聚剂用量为0.07%;当n(—NCO)/n(—OH)为1.5、DMPA质量分数为6%、中和度为100%时,为DCPD改性UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的适宜合成工艺条件。     

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成与表征

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二元醇(N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、己二酸二酰肼(ADH)和二丙酮丙烯酰胺(DAAM)等为原料,采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯(PU)预聚物,然后加入引发剂进行自由基聚合,分别得到无交联型PUA-1、合成交联型PUA-2和室温交联型PUA-3 3种水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA),并用这3种乳液配制了清漆.探讨了DMPA、HEMA、ADH和DAAM加入量对乳液和涂膜性能的影响.研究结果表明,当DMPA中的COOH、HEMA、ADH和DAAM的含量(占PU的质量分数,下同)分别为2.5%、1.44%、3.5%和2.0%~3.0%时,乳液和涂膜性能较好.通过粒径和透射电镜(TEM)分析发现,PUA-1胶粒的平均粒径在40~50nm之间,粒子呈规则球形;PUA-2胶粒的平均粒径在90~100nm之间,核壳间形成互穿网状交联结构,胶粒形态偏离球形,与PUA-1相比,粒径增大,粒径分布变宽;PUA-3胶粒的平均粒径在30~40nm之间,壳层分子与核内分子的互穿部分呈无规状态,胶粒形态非常不规则,但粒径分布比较均匀.由PUA-3配制的清漆的耐水性、耐干热性及耐粘污性都很好,但涂膜干燥速度很慢.     

聚硅氧烷改性聚氨酯的合成及乳液粒径的研究

以聚醚二元醇(PEG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、端羟基硅油(GY-23)为主要原料经共聚反应,合成了羟基硅油改性嵌段阳离子聚氨酯乳液(GRK),经FTIR1、HNMR对产物进行表征,确认GRK分子结构中含聚二甲基硅氧烷甲苯氨基甲酸酯(-C6H3(CH3)NHCOO[Si(CH3)2]x—)结构单元(Ⅰ);用激光粒度分布仪测乳液粒径,得出当n(-NCO)/n(-OH)为1.2~1.3∶1,叔胺二元醇(ZC-10)用量质量比为5.87%~6.23%时,乳液中位粒径0.72~0.099μm的GRK棕色乳液,储存期限大于等于1年。     

肼基封端聚氨酯乳液的制备及其对丙烯酸酯共聚物乳液粘合剂的改性

以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)、水合肼等为原料,制得了自乳化的肼基封端聚氨酯稳定乳液。以苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸和双丙酮丙烯酰胺为单体,通过乳液聚合制得了含酮羰基丙烯酸酯共聚物乳液。将含肼基和酮羰基的两种乳液共混,所得复合乳液用作塑 塑复合粘合剂,使其在室温下发生酮肼交联反应以提高粘接性能。考察了预聚反应时间对预聚反应程度、不同DMPA含量和R-值(预聚体中n(—NCO)/n(—OH))对聚氨酯乳液性能以及两种乳液配比对胶膜凝胶含量、吸水率及180°剥离强度的影响,并比较了含肼基聚氨酯和小分子己二酰肼对丙烯酸酯共聚物乳液的改性效果。结果表明：当预聚反应210min、DMPA质量分数4.5%、R值小于1.5时,可制得稳定的聚氨酯乳液;随着共混乳液中肼基含量的增加,乳胶膜凝胶含量增大,吸水率增加,180°剥离强度降低;含肼基的聚氨酯对丙烯酸酯共聚物乳液的改性效果优于小分子己二酰肼的改性。     

IBOMA共聚改性水性聚氨酯的合成及其性能研究

以可再生资源松节油衍生物——甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)为原料,采用共聚改性的方法制备了IBOMA改性水性聚氨酯复合乳液。研究了配方中的R值(n(—NCO)/n(—OH),异氰酸根指数)、DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)含量、DEG(一缩二乙二醇)含量、中和度(以三乙胺与DMPA的摩尔比计算),以及反应时间对复合乳液的黏度、稳定性以及胶膜的吸水率、拉伸强度的影响,确定了适宜的改性工艺条件:IBOMA添加量为30%,R值为1.70,DMPA质量分数为4.0%,DEG质量分数为0.5%,中和度为100%,反应时间为6 h。在此条件下所制得的IBOMA改性水性聚氨酯乳液的综合性能较好,其耐水性、耐热性、拉伸强度等性能指标均有提高,吸水率由改性前的11.53%降至3.91%,拉伸强度由改性前的23.42 MPa升至55.18 MPa,玻璃化转变温度Tg由改性前的-7.23 ℃上升至25.31 ℃,并采用傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪等分析手段,对IBOMA改性水性聚氨酯的性能进行了表征。     

磺酸/羧酸型水性聚氨酯分散体粒径的影响因素

以磺酸型聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)及二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备水性聚氨酯,讨论了初始R值(n(—NCO)/n(—OH))、DMPA含量、二异氰酸酯种类、预聚体—NCO含量对水性聚氨酯分散体粒径的影响。结果表明,同样的初始R值下,用IPDI与TDI合成的水性聚氨酯分散体粒径差别不大;当—NCO质量分数在1.40%~2.78%之间、初始R值小于6、DMPA质量分数为2.00%时,所合成的水性聚氨酯分散体粒径较小(24.5~63.2 nm)且稳定性最好。