有机硅改性水性聚氨酯乳液的制备及性能

采用自乳化法合成了有机硅改性水性聚氨酯乳液.通过傅里叶红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征.分别讨论了有机硅和二羟申基丙酸(DMPA)含量对乳液粒径、黏度及其涂膜的表面疏水性、力学性能、附着力、耐冲击性等性能的影响.结果表明:当有机硅含量为10%时,有机硅改性水性聚氨酯的综合性最好;同时,降低DMPA含量可以提高涂膜的耐水性,改善其综合性能.     

软段改性UV固化水性聚氨酯涂料的合成与性能

以阳离子共聚合的方法,通过改变四氢呋喃(THF)和环氧氯丙烷(ECH)的配比,调整起始剂用量,合成出系列数均相对分子质量在2 000左右的端羟基共聚醚.以此端羟基共聚醚作为软段,合成出系列改性的水性光固化聚氨酯乳液,用FTIR验证产物结构.结果表明:随着环氧氯丙烷配比的增加,软段中强极性卤素原子增多,乳液储存稳定性良好,固化膜的拉伸强度由4.6 MPa逐渐增加至6.7 MPa,断裂伸长率从162%降至113%,热稳定性逐渐变好,当THF和ECH的配比提高到1∶1时,5%,10%的失重温度分别为200℃和275℃,比改性之前的5%,10%失重温度164℃,220℃提高了36℃和55℃;涂层的附着力显著提高至1级,硬度也有所增加,耐冲击性能优异.     

异氰酸酯固化水性氟硅丙烯酸树脂及其涂膜性能的研究

以含羟基或长氟碳链的丙烯酸酯和端乙烯基硅化合物为原料,采用乳液自由基聚合法制备了水性氟硅丙烯酸树脂(WFSi PA),再与水性异氰酸酯交联固化,并研究其涂膜性能.通过红外光谱、凝胶色谱和粘度测试,对WFSi PA的结构、相对分子质量和乳液流变行为进行了表征,并以力学性能测试和热重分析,探讨了水性异氰酸酯的用量对涂膜性能的影响.结果表明,所合成的WFSi PA乳液体系属于非牛顿流体,当异氰酸酯的用量为8%时,涂膜具有很好的疏水性和力学性能,在氮气中热失重5%时的温度为286℃,最大热降解速率温度为411℃.     

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。     

Ymer N120改性非离子型水性环氧乳液的制备与性能研究

为克服当前水性环氧乳液的环氧基团含量和固含量低导致的涂料和涂膜性能差的缺点，本文从分子结构设计的角度出发，首先以聚乙二醇400（PEG400）为软段，制备了非离子型水性环氧（WEP）乳液；然后以侧基亲水扩链剂（Ymer N120）对其进行改性，合成了改性非离子型水性环氧（YWEP）乳液，研究了Ymer N120的用量对YWEP乳液和涂膜性能的影响.结果表明，WEP乳液的环氧基团含量（以环氧值表示）最高可达0.36,引入侧基亲水基团后YWEP乳液可在保持较高环氧值的条件下进一步将固含量由30%提高至52%,提高了73.3%.固化后涂膜的拉伸强度由57.3 MPa增大至64.8 MPa.腐蚀电流密度由7.97×10^-8 mA·cm^-2减小至9.99×10^-9 mA·cm^-2.综上所述，亲水基团由主链转移至侧基后可有效提高水性环氧乳液、涂料和涂膜的性能.     

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。     

A-172/丙烯酸酯接枝改性水性环氧树脂的制备与性能

通过环氧树脂与丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及有机硅氧烷单体乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)的接枝共聚反应,向环氧树脂中引入亲水性基团,使环氧树脂水性化,并在改性环氧树脂骨架中引入有机硅氧烷单元,改进环氧树脂的柔韧性和耐候性,制备具有良好水分散性和优异综合性能的有机硅氧烷接枝改性水性环氧树脂;在采用红外光谱分析接枝产物结构的基础上,采用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)以及差示扫描量热仪(DSC)对A-172含量不同的接枝产物的水分散体及其涂膜进行了详细表征,并结合对涂膜机械性能的测试结果,分析了A-172用量对水性环氧乳液固化涂膜的微观结构及宏观性能的影响。结果表明,当A-172的质量分数为环氧树脂的6%时,改性环氧树脂乳液具有良好的分散性能和储存稳定性,其固化涂膜的耐水性、柔韧性和抗冲击强度等性能得到很大改善。     

POSS掺杂改性聚氨酯水性分散体乳液的研究

采用化学改性方法制备了一种POSS掺杂改性的聚氨酯水性分散体乳液,并采用投射电镜等多种测试手段对POSS掺杂聚氨酯分散体及其涂膜的微观结构、热、光和力学等性能进行表征和研究.结果表明,该乳液具有良好的室温贮存稳定性能(>90 d),POSS与水性聚氨酯分散体具有良好的相容性和协同增强效应.POSS的掺杂改性不仅能够提高聚氨酯涂膜的耐热性能,显著提高水性聚氨酯涂膜的硬度和耐水性,同时该掺杂聚氨酯涂膜还具有优异的抗紫外光能力.     

侧链含PDMS的改性PUA复合乳液的制备与性能

采用阴离子自乳化法合成了聚氨酯分子侧链上含聚二甲基硅氧烷(PDMS)的改性水性聚氨酯–丙烯酸酯系列复合乳液(SiPUA),主要探讨了氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷(AEAPS)含量对SiPUA乳液及其涂膜性能的影响.结果表明,AEAPS在SiPUA中质量分数为6%时,乳液稳定性良好;涂膜的吸水率明显降低,断裂伸长率增加,但拉伸强度有所减小.     

二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂的合成研究

环氧树脂与甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及苯乙烯接枝共聚,合成了接枝环氧树脂水分散体,采用二甲基二氯硅烷（DMS）来改性接枝环氧树脂分散体,通过对乳液的粒径分析以及对聚合产物的结构表征,并考察了乳液及涂膜性能的影响。研究表明,有机硅的引入影响接枝环氧水分散体的粒径分布,提高了固化涂膜的热分解温度,提高了固化涂膜的耐水性、粘结性和机械性能。