制备条件对阴离子水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丙酸引入亲水成分,通过预聚体分散法合成了阴离子水性聚氨酯（WPU）。对丙酮用量、加入方式,加水及加料方式,甲苯二异氰酸酯（TDI）中-NCO与聚丙二醇（PPG）中-OH摩尔量之比（R）,DMPA含量及加入方式等因素对WPU制备性能的影响进行探讨。结果表明：多次加丙酮至30mL,可以缩短反应时间至5h,制备成功率达100％,且乳液性能优良;二步法实验稳定性好;在30s内分两次缓慢加水最佳;R、DMPA的量及加入方式对乳液性能有影响。     

DMPA对PPG-DMPA-IPDI水性聚氨酯性能的影响

以聚氧化丙烯二醇(PPG-2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,采用一锅法合成水性聚氨酯(WPU)预聚体及高剪切乳化法制备了PPG-DMPA-IPDI水性聚氨酯(WPU).研究了DMPA用量对WPU乳液的Zeta电位和粒径分布的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、高效凝胶渗透色谱(GPC)和差热-热重分析(TGA-DTA)对WPU胶膜性能进行了表征.结果表明:当中和度为100%、异氰酸酯指数R(NCO/OH)值为3.7、DMPA质量分数为5%~8%时,制得的WPU乳液的分散稳定性较好.随着DMPA用量的减少,WPU的粒径增加,热稳定性降低,微相分离程度减弱.一锅法合成WPU预聚体并高剪切乳化法与分步合成并高速搅拌乳化法相比,反应时间较短.     

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.     

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.     

石墨烯/水性聚氨酯复合涂层的制备与性能改善

采用二苯胺磺酸钠(DPS)制备石墨烯水分散液,然后与水性聚氨酯乳液物理共混,干燥后制备出石墨烯/水性聚氨酯复合涂层.结果表明:DPS能够对石墨烯起到良好的分散作用;并且随着石墨烯用量的增加,复合涂层的抗静电性、力学性能、耐高温性、耐水性和耐酸碱性得到有效提高.复合胶膜与纯水性聚氨酯胶膜相比,其表面电阻率从8.64×1012Ω降低至5.54×108Ω,拉伸强度从13.71 MPa增加至17.32 MPa,吸水率由10.33%降低至3.87%,吸酸碱溶液率分别由8.68%和9.36%降低至2.93%和3.84%,硬度提高6.29%,碳化温度提高65℃.     

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。     

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.     

端羟基聚苯乙烯改性UVWPU涂料制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,通过自制端羟基聚苯乙烯作为扩链剂,在紫外光固化水性聚氨酯(UVWPU)结构中引入刚性苯环基团来提高涂膜的耐热性及硬度,产物结构通过FT-IR来证实.同时研究了DMPA的用量、扩链参数以及端羟基聚苯乙烯改性对于乳液稳定性和涂膜性能的影响.结果表明,DMPA用量6%后,乳液的储存稳定期在6个月以上,扩链参数1.35时,涂膜外观及其涂膜性能较好;经端羟基聚苯乙烯扩链改性后的UV固化膜在5%和10%失重温度分别为245℃和282℃时,较改性前提高了32℃和27℃,涂膜的附着力、铅笔硬度均得到了提高.     

蓖麻油基UV固化水性聚氨酯耐水涂料的制备及性能

与溶剂型涂料相比,紫外光固化水性聚氨酯(UVWPU)涂料的耐水性欠佳。为解决这一问题,本文以蓖麻油(CO)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等为原料,通过控制n(OH(CO))/n(NCO)制备了主链和端位均含不饱和双键的性能稳定的UVWPU乳液,考察了蓖麻油用量对UVWPU粒径及涂膜耐水性、热稳定性和机械性能的影响。结果表明:随着n(OH(CO))/n(NCO)增大,UVWPU粒径增大,涂膜耐水性、热稳定性及拉伸强度提高;当n(OH(CO))/n(NCO)=0.38时,涂膜的吸水率为8%,热失重温度T5%为280℃,凝胶率为65%,拉伸强度为6.5 MPa,表明该UVWPU涂膜的凝胶率偏低,耐水性较好。     

柠檬烯基聚氨酯水分散体的制备及其性能研究

以柠檬烯为原料,通过巯基-烯点击化学反应合成了柠檬烯基二元醇(LDO)和羧酸型柠檬烯基亲水扩链剂(LHCE)。将这两种扩链剂代替1,4-丁二醇(BDO)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)比较制备了四种聚氨酯水分散体。采用核磁(NMR)确认了两种扩链剂的结构,通过凝胶渗透色谱(GPC),粒径,红外光谱(IR),动态机械分析(DMA),热重分析(TGA),对柠檬烯基水性聚氨酯乳液及胶膜的性能进行了研究。研究结果表明:采用柠檬烯基扩链剂可制备出稳定的聚氨酯水分散体,并且柠檬烯基聚氨酯膜的储存模量、玻璃化转变温度(Tg)较不含柠檬烯聚氨酯膜有明显提升。     

水性聚氨酯的制备与应用进展

聚氨酯独特的微相结构,具有优异的弹性、耐磨性、抗冲击和拉伸等性能。相对于溶剂,以水为聚氨酯的连续相,具有环境友好,节约资源等宝贵特点。对水性聚氨酯的制备方法和应用领域做了分析和总结。     

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.     

环氧树脂用量对水性聚氨酯胶膜结晶性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯为主要原料,1,4-丁二醇为小分子扩链剂,乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂,环氧树脂E-51为改性剂,合成了固含量为50%的环氧树脂改性磺酸盐型水性聚氨酯乳液,并采用FT-IR、XRD、SEM、AFM、DSC和DMA方法考察环氧树脂用量对乳胶膜结晶性能的影响.结果表明:随着环氧树脂用量的增多,XRD谱图中21.2°和24.3°处的两个尖锐的谱峰高度明显变小,SEM和AFM图中乳胶膜硬段和软段的相分离程度显著减弱,DSC曲线上可以观察到清晰的胶膜熔融峰和结晶峰,胶膜的结晶度减小,DMA曲线上改性树脂软段的玻璃化温度有朝低温方向移动的趋势,说明环氧树脂的加入降低了聚氨酯胶膜的结晶性能.     

聚酯型水性聚氨酯胶膜结晶性与耐热性的关系

以聚己二酸1,4-丁二醇酯、1,4-丁二醇、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、N-(2-氨基乙基)-氨基乙烷磺酸钠、二羟甲基丙酸和乙二胺为主要原料,通过丙酮法合成了不同软段相对分子质量、硬段含量、硬段种类、亲水扩链剂及以液体石蜡共混改性5个系列的水性聚氨酯(WPU)乳液.采用FT-IR表征了WPU的结构和氢键化程度,采用DSC和TG表征了各系列WPU胶膜的结晶性和耐热性.结果表明,硬段含量较高、硬段较规整及添加了液体石蜡的WPU的氢键化程度较高;以较高相对分子质量的聚酯多元醇作为软段、分子结构规整的二异氰酸酯作为硬段、氨基磺酸盐作为亲水扩链剂及以液体石蜡改性所制备的WPU的结晶性较好;WPU胶膜结晶性的改善有助于提高其耐热性能.     

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．     

阴离子型水性聚氨酯湿摩擦提升剂的制备及应用

以聚丙二醇(PPG-1000)为软段,以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)为硬段,采用预聚体法,制备不含有机溶剂的水性聚氨酯乳液.通过正交实验方法考察异氰酸酯指数(R)、DMPA的质量分数、饱和度、封端剂对乳液性能的影响,并讨论焙烘温度和时间对固色效果的影响,同时,将固色效果与市售产品进行比较.结果表明,在R=2.0,w(DMPA)=2.0%,饱和度为95%,环氧氯丙烷(ECH)作为封端交联剂且x(ECH)=90%,所合成的阴离子水性聚氨酯乳液具有较好的固色效果.在焙烘温度为120℃,焙烘时间为10 min,PU革的干摩擦牢度达4～5级、湿摩擦牢度达3～4级,优于市售产品的固色效果.     

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.     

不同粒径水性聚氨酯乳液的制备与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚（1,6-己二醇/新戊二醇-己二酸）（PHNA）,1,4-丁二醇（BDO）、2,2-二羟甲基丙酸（DMPA）为主要原料、三乙胺（TEA）为中和剂,乙二胺（EDA）为后扩链剂,利用两种乳化方法和不同的DMPA用量制备了不同粒径的羧酸型水性聚氨酯乳液,使用动态光散射法测量其粒径和粒径分布,并测量了吸水率、拉伸强度、断裂伸长率、光泽度等性能.结果表明:制备的乳液粒径最小40 nm,最高340 nm,粒径分散系数（PDI）处于0.07~0.26之间,两种乳化工艺的粒径与粒径分布有明显差异;随着粒径的变化胶膜拉伸强度最高49.62 MPa,对应的断裂伸长率为922%,吸水率最低为5.25%,光泽度最高87.8°;粒径及粒径分布对吸水率、拉伸强度、光泽度等有重要影响,而对断裂伸长率影响不大.      

水性聚氨酯胶粘剂的合成工艺研究

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.探讨了合成工艺路线,研究了NCO/OH比例、DMPA含量等对水性聚氨酯乳液性能的影响.结果表明:当NCO/OH值选择在1.5~2.3,DMPA用量为3%~8%时,乳液性能最佳.