水性聚氨酯的合成及改性

介绍了水性聚氨酯的各种合成方式,分析了其各种合成方式的优缺点,介绍了改性水性聚氨酯的几种最常用的改性方法,介绍了环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸酯改性、纳米材料改性等不同改性技术的特点和制备方法并对改性技术的进一步发展作了展望。     

水性聚氨酯的合成与改性研究进展

本文介绍了水性聚氨酯胶粘剂的合成方法,综述了水性聚氨酯的改性方法,包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性,并对水性聚氨酯胶粘剂的发展进行了展望。     

多重改性水性聚氨酯乳液的合成及性能

以蓖麻油、三羟甲基丙烷为交联剂，采用环氧树脂和丙烯酸酯为改性剂合成多重改性水性聚氨酯乳液．用傅立叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、粒度分析仪等对合成的改性聚氨酯乳液的结构和性能进行了表征．同时采用该乳液配胶制成了汽车内饰用的胶粘剂，当内饰材料聚氨酯和聚氯乙烯之间、木材和皮革之间粘接时，剥离强度测试时材料均遭破坏；当聚氨酯和真皮之间、橡胶和真皮之间粘接时，剥离强度分别为1．66kN／m和1．41kN／m，其性能优于未改性的聚氨酯（PU）乳液及国外同类产品．     

水性聚氨酯改性研究进展

单一的水性聚氨酯存在粘结性能差,干燥速度慢,耐水性和耐候性差等不足,因而必须对水性聚氨酯进行适当的改性,以提高其应用性能.本文综述了目前国内外水性聚氨酯的基本改性方法：交联改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性以及其他改性等,同时展望了水性聚氨酯改性研究的发展趋势.     

双重改性水性聚氨酯固化剂的合成

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,聚乙二醇400(PEG400)为非离子亲水改性剂,羟乙基磺酸钠为离子亲水改性剂,合成了双重亲水改性聚氨酯固化剂.研究发现:反应温度、反应时间、n-NCO/n-OH,PEG400用量、羟乙基磺酸钠用量及多元醇和固化剂的配比对固化剂及涂膜性能均有影响.当反应温度控制在80℃,反应时间控制在3h,n-NCO/n-OH比值为3.0,PEG400质量分数为15.8%,羟乙基磺酸钠质量分数为3.17%,多元醇与固化剂的配比m-NCO/m-OH在1.4~1.6时涂膜的硬度、耐水性、耐乙醇性最佳.研究中使用傅里叶变换红外光谱和高分辨扫描电镜等仪器对合成过程及涂膜性能进行了表征.     

有机硅改性阳离子水性聚氨酯合成与性能

以聚醚多元醇(N220)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、γ―环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为主要原料合成了有机硅改性阳离子水性聚氨酯,采用红外光谱对制备的树脂进行了分析,讨论了KH-560、MDEA的加入方式、中和度、去离子水用量、搅拌速度、不同KH-560的量等反应条件对产品性能的影响。结果表明,当制备预聚体时NCO/OH比值约为3∶1、KH-560用量为5%~6.86%、MDEA用量为5%~6%、中和度为100%~120%时,合成的有机硅改性阳离子水性聚氨酯具有持久的稳定性,其涂膜具有良好耐水性和耐酸碱性能。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的合成工艺与性能研究

探讨了环氧树脂E-44对水性聚氨酯进行改性，当DMPA含量为5wt％-7wt％，环氧树脂添加量为5wt％-8wt％，采用相反转分散方法时，可得到较稳定的环氧树脂改性水性聚氨酯分散液，且分散液综合性能较好；用环氧树脂改性的水性聚氨酯制备的涂膜具有硬度高，耐水性和耐溶剂性好等特点．     

聚硅氧烷改性水性聚氨酯的合成及应用

以聚四亚甲基醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、DMPA、1,4-丁二醇(BDO)制备聚醚型水性聚氨酯预聚体.采用氨基硅油(AEAPS)对预聚体进行改性制得聚硅氧烷改性水性聚氨酯乳液和薄膜.采用红外光谱(FT-IR)、强力测试、乳液粒径测试、吸水率和接触角对聚氨酯的结构和性能进行表征.采用聚硅氧烷改性聚氨酯乳液对羊绒织物进行整理,测试其抗起毛起球效果.结果表明,氨基硅油改性能够明显改善聚氨酯膜的耐水性和机械强度,经过整理的羊绒织物的起毛起球效果有一定的提高.     

丙烯酸改性水性聚氨酯结构设计及其规律

采用丙烯酸树脂（ＰＡ或ＰＡ′） 对水性聚氨酯（ＰＵ） 改性,研究了经丙烯酸树脂改性的水性聚氨酯的结构设计及其规律．结果表明,通过ＰＵ分子链与ＰＡ分子链形成化学键,能使材料中ＰＵ 分子链与ＰＡ分子链具有较高的相容性和共混程度;采用机械共混方式,能使机械共混物ＰＵ 分子链、ＰＡ 分子链之间达到有限的共混程度;实施核壳型聚合方式,能使材料ＰＵ分子链与ＰＡ或ＰＡ′分子链之间处于一定的微相分离状态．     

IBOMA改性水性聚氨酯的制备及其性能

采用乳液聚合法制备了甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)改性水性聚氨酯(WPU)复合乳液,探索了引发剂种类和用量、反应温度、WPU与IBOMA质量比以及保温时间对复合乳液性能的影响,同时采用正交试验对反应条件进行了优化,确定了适宜的反应条件为:IBOMA与WPU固体组分质量比为1:3,引发剂APS用量为单体质量的0.4%,反应温度80 ℃,保温熟化2 h。在此条件下,单体IBOMA平均转化率为95.80%,平均吸水率为5.73%,平均拉伸强度为27.8 MPa。并通过FT-IR、TEM、TG等测试方法对该复合材料的性能进行了表征,结果表明:所得乳液为核壳结构,乳液稳定性良好。     

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。     

磺酸型水性聚氨酯分散体的合成与性能

以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)为软段、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段、自制的磺酸盐N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS)为亲水单体,文章采用预聚体法制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)分散体;分别采用FT-IR和TEM对表征WPU的结构和粒子形态进行了考察,研究了不同n(HDI)∶n(IPDI)及亲水单体质量分数对磺酸型WPU乳液性能的影响。结果表明,随着n(HDI)∶n(IPDI)的增大或AAS质量分数的增加,粒径减小但乳液黏度增加;TG曲线显示胶膜有很好的耐热性;DSC曲线表明,随着AAS用量的增加,磺酸型WPU玻璃化转变温度降低,结晶熔融温度则呈增大趋势。     

丙烯酸树脂交联改性水性聚氨酯乳液

文中利用肼基与酮羰基之间的脱水缩和反应制备了丙烯酸树脂交联改性水性聚氨酯乳液。探讨了肼基、酰胺基的含量对水性聚氨酯(PU)乳液、苯丙(PA)乳液性能的影响以及交联反应对漆膜性能的影响。实验结果表明,水性聚氨酯中加入肼基化合物提高了膜的拉伸强度,硬度及耐水性等性能,同时发现,肼基化合物的用量在不超过4%时水性聚氨酯乳液最稳定;酰胺化合物的用量对苯丙乳液也有较大影响,酰胺化合物在乳液中质量分数小于6%时,丙烯酸乳液的稳定性最好。丙烯酸树脂交联改性水性聚氨酯乳液,其拉伸强度、硬度等皆比改性前的聚氨酯、丙烯酸乳液要好,当酰胺基化合物与肼基化合物保持相同交联基团摩尔比时,得到乳液性能最好。     

鞋用水性聚氨酯胶粘剂的合成及性能研究

采用甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚酯多元醇和二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料,经分步预聚后在水中自乳化合成了阴离子型水性聚氨酯胶粘剂．实验表明：DMPA用量、加入方式（粉末加入法或溶解加入法）、反应时间、反应温度及乳化工艺的选择是影响乳液及胶膜性能的主要因素．     

具有核壳结构的医药包装用水性聚氨酯的合成与表征

采用种子乳液聚合法,以聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、丙烯酸酯单体为原料,制备水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)乳液,采用热分析仪(TG)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)等手段对该聚合物进行结构与性能的表征,并考察聚丙烯酸酯(PA)含量对乳液胶膜性能及其对铝箔基药包材料性能的影响。结果表明:通过乳液聚合法成功合成了以PA为核、聚氨酯(PU)为壳的具有核壳结构的PUA乳液,与水性聚氨酯(WPU)相比,PUA具有更好的耐水性能以及乳液胶膜性能,当PA质量分数为30%时,该乳液配制的胶黏剂在铝箔/PVC薄膜的T-剥离强度达到15.1 N(25 mm);易氧化物指标、有机溶剂残留量等指标符合药品包装容器标准,表明该水性聚氨酯胶黏剂适用于医药包装。     

紫外光固化水性聚酯型聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能

以甲苯－2,4－二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇、二羟甲基丙酸、丙烯酸－β－羟乙酯为原料合成了光敏性树脂。经三乙胺中和后得到稳定的自乳化体系。用红外光谱对树脂结构进行了分析,讨论了亲水基团含量和中和度对乳液粘度和形态的影响以及亲水基团含量对乳液粒径的影响。考察了二羟甲基丙酸/聚己二酸丁二醇酯二醇比例对Tg以及膜基本性能的影响。结果表明,随亲水基团(—COOH)含量的增加和中和度的提高,乳液的分散性和稳定性增强,乳液的粘度亦增大;固化膜的吸水率随—COOH含量的增加而上升;固化膜的Tg随DMPA/PBA比例的增加而上升;固化膜具有良好的性能。     

水性聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合材料的制备和表征

以聚乙二醇、聚己内酯二元醇为软缎,赖氨酸为扩链剂,和异佛尔酮二异氰酸酯采用丙酮法合成了固含量为10%的水性聚氨酯(WPU)乳液.并采用物理共混法,与纳米羟基磷灰石(nHA)物理混合,制备了WPU/nHA复合材料.通过X射线衍射(XRD),拉伸测试,接触角和吸水率测试,对复合材料薄膜的结构和性能做了表征和讨论.     

水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂的合成

采用甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸和丙烯酸羟乙酯合成了水性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯树脂,并用高支化聚酯对其进行了改性,研究分析了影响树脂水溶性和感光性的各种因素。结果表明,树脂亲水性与亲水基团含量呈正比;以819-DW为光引发剂,质量分数为3%时,涂膜光固化速度最佳;经高支化聚酯改性后的涂膜的综合性能有了较大的提高,质量分数为10%时,涂膜的综合性能最佳。     

塑料印刷油墨用水性聚氨酯的合成

以聚酯、三甘醇、二羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料,合成了阴离子脂肪族水性聚氨酯分散液,研究了改变二异氰酸根与羟基的物质的量比、三甘醇的用量等对黏度、硬度、表观等综合性能产生的影响．结果表明：当异氰酸酯基和羟基的物质的量比n（异氰酸酯基）：n（羟基）=1．8：1,n（二羟甲基丙酸）：n（多元醇）=2：1,n（PBA）：n（三甘醇）=2：3～1：1时所合成的脂肪族水性聚氨酯符合印刷油墨要求．