有机硅改性水性聚氨酯乳液的研究

由甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇与二羟甲基丙酸反应制得聚氨酯预聚体,加入含侧氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷齐聚物水乳液扩链改性,得到一系列有机硅改性水性聚氨酯乳液.用红外光谱对产物进行结构表征.考察了有机硅含量对胶膜耐水性和力学性能的影响.结果表明改性后的水性聚氨酯分散体稳定性好,膜的手感柔软,吸水性降低,对力学性能的影响不大.     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备

将环氧树脂作为大分子扩链剂合成了水性聚氨酯分散体.当反应温度在70~75℃时,环氧树脂中的环氧基开环较少,异氰酸酯NCO基转化率达到100%,预聚体的粘度为1.5 Pa.s,所得胶膜物理机械性能良好,拉伸强度达到10 MPa,断裂伸长高达450%.当环氧值在(0.27~1.16)mol/g,添加量在4%~6%之间时,所得分散体的外观好,物理机械性能好,同时储存稳定高.在添加环氧树脂后,当亲水扩链剂DMPA的用量在8%时,才能得到储存稳定的乳液.当用三乙胺进行中和时,所得的乳液外观发白,颗粒较粗;用氢氧化钠中和所得的乳液外观半透明,粒径较细;而氨水居于两者之间.     

水性聚氨酯乳液表观性质的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚酯多元醇、2,2-二羟甲基丁酸（DMBA）为主要原料,经自乳化法制备出高固含量的IPDI型水性聚氨酯乳液.研究了乳化温度、小分子二元醇、扩链剂等不同因素对乳液黏度和胶粒粒径、胶粒形貌的影响,结果表明：当DM-BA质量分数为5.5％、乳化温度为2℃时,制备的乳液固含量高达45％,乳液黏度较低,稳定性好;加入乙基丁基丙二醇（BEPD）或扩链剂异佛尔酮二胺（IPDA）有利于调节分子间相互作用力而使粒径变小,乳液黏度变低;利用非离子型亲水扩链剂三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚（TMPEG）与DMBA的协同效应有利于乳液稳定性的提高.     

氨基硅改性水性聚氨酯的制备与表征

采用自制的氨基有机硅改性水性聚氨酯,通过红外光谱测试、热质量损失测试、拉力测试、硬度测试等方法对改性后的水性聚氨酯进行表征.结果表明,氨基硅链段成功接在水性聚氨酯的链段上,并随着氨基硅添加舍量的增加,薄膜的硬度和热分解温度逐渐提高,同时吸水率逐渐降低.当氨基硅质量分数在6%～9%时,乳液稳定性较好,薄膜综合性能最佳.     

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．     

超支化水性聚氨酯共混改性聚氨酯乳液的性能研究

利用乙酸酐对自身可以水分散的超支化水性聚氨酯(WHBPU)进行封端,得到了乙酰基封端的超支化水性聚氨酯(AWHBPU).研究了超支化水性聚氨酯共混改性聚氨酯乳液的剪切黏度、粒径分布以及表面张力.实验结果表明,对WHBPU羟基的封闭可以有效降低共混聚氨酯乳液的黏度;AWHBPU共混乳液偏离牛顿流体程度明显下降;粒径和表面张力测试表明,超支化水性聚氨酯进入胶束内部引起粒径上升是引起黏度下降的重要原因.     

有机硅改性水性光敏聚氨酯的合成与性能

摘要：合成了有机硅改性水性光敏聚氨酯,考察了甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和环氧丙烯酸酯（EA）这两种光交联单体对固化膜的耐水性能和硬度等方面的影响;考察了有机硅改性对固化膜耐水性的影响．固化膜红外谱图表明：有大量的氨酯键生成,EA已参与到反应中去,有机硅也接到分子链上;硬度测试结果表明：采用EA作为光交联单体时,固化膜的硬度较HEMA作光交联单体时有明显的提高（HEMA作交联单体时固化膜硬度〈H,而采用EA时则可高达3H）．耐水性测试表明有机硅的改性可以大大提高固化膜的耐水性能．     

高固体含量水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成与性能

采用偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,阴离子聚氨酯水分散体(PUD)为乳化剂和反应物,与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)通过乳液共聚合制备高固体含量聚氨酯丙烯酸酯复合乳液(PUA)。研究提高PUA乳液固体含量的途径,讨论单体种类和添加量对PUA乳液与涂膜性能的影响,并采用热重分析(TGA)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对PUA涂膜的热稳定性和结构进行表征。研究结果表明:将PUD/丙烯酸酯单体以6000r/min的转速分散20min,在70℃热聚合1～2h,后期追加单体质量分数为0.70%的AIBN能提高PUA乳液的固体含量达45%以上;在m(PUD)/m(单体)=1:1.2,m(MMA)/m(BA)=2:1条件下合成的PUA涂膜拥优异涂膜性能:涂膜的吸水率为15.5%,吸碱率为7.9%,吸醇率为28.9%,摆杆硬度为0.75和耐低温冷脆性(-20℃,3d,涂膜不开裂);MMA与BA复合能明显提高PUA涂膜热稳定性。     

FRC-6和KH602共改性水性聚氨酯的制备

以大豆油基多元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为预聚体单体,引入N,N-双(2-羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯(FRC-6)作为硬链段小分子扩链剂和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(偶联剂KH602)作为后扩链剂,制备一系列阻燃型KWPU.通过扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)表征KWPU的阻燃性能.结果表明:当FRC-6的含量不变,KH602添加量增加时,TG显示残留的焦炭率在增大,从2.70%(wt)提高到5.72%(wt).而SEM证明KH602含量越高,炭化层更连续、更致密.随KH602添加量增加,垂直燃烧UL-94由K-0的无等级到K-15的V-1等级,以及LOI值从空白样的20.9%增大到K-20的25.8%,表明KH602对膜材料的阻燃性有一定的增强作用.     

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.     

聚醚硅氧烷二元醇改性水性聚氨酯的合成及性能

采用聚丙二醇和聚醚硅氧烷二元醇WACKER IM 22为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯为硬段合成了有机硅改性水性聚氨酯乳液,通过ATR-IR、GPC、TEM、DSC、TG和WAXD等研究了有机硅改性水性聚氨酯的性能.结果表明,当WACKER IM 22与聚丙二醇的质量比为20%时,有机硅改性水性聚氨酯乳液的耐冻性和流平性提高,数均相对分子质量降低,软、硬段相的相容性提高,热分解性能与未改性水性聚氨酯相似,且无明显的结晶能力.     

阳离子水性聚氨酯乳液合成与性能

以聚醚(N-220)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主要原料合成了阳离子水性聚氨酯乳液,采用红外光谱测试乳液胶膜,讨论了预聚物的R比值、N-甲基二乙醇胺用量以及中和度等反应条件对产品性能的影响。结果表明,当R比值为2.9、N-甲基二乙醇胺用量为6.0%、中和度为85%~100%时,合成的阳离子水性聚氨酯具有较佳的稳定性,其涂膜具有较好的机械性能和耐水性。     

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.     

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.     

新型水性聚氨酯乳液的合成及其性能影响因素的研究

采用预聚法合成了一新型的水性聚氨酯乳液，研究了配方中异氰酸酯基和羟基的物质的量的比（-NCO／-OH）、反应温度、羧基含量对水性聚氨酯的粘度、粒径和吸水率等性能的影响。表明，随着-NCO／-OH比的增大，粘度下降，粒径增加，吸水率下降；预聚反应温度越高，越快达到异氰酸酯基的理论值，但是温度越高越易发生副反应；随着羧基含量的增加，粘度升高，粒径起初下降，最终趋于平衡，吸水率升高。     

新型水性聚氨酯乳液的合成及其性能影响因素的研究

采用预聚法合成了一新型的水性聚氨酯乳液,研究了配方中异氰酸酯基和羟基的物质的量的比(-NCO/-OH)、反应温度、羧基含量对水性聚氨酯的粘度、粒径和吸水率等性能的影响。表明,随着-NCO/-OH比的增大,粘度下降,粒径增加,吸水率下降;预聚反应温度越高,越快达到异氰酸酯基的理论值,但是温度越高越易发生副反应;随着羧基含量的增加,粘度升高,粒径起初下降,最终趋于平衡,吸水率升高。     

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。