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．     

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。     

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.      

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.     

脂肪族水性聚氨酯乳液的研究

采用内乳化法以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二羟甲基丙酸（DMPA）合成了水性聚氨酯乳液。研究了NCO／OH摩尔比对水性聚氨酯粒子尺寸、胶膜耐水性、乳液的电解质稳定性、胶膜的机械性能的影响。制备了稳定的水性聚氨酯乳液。     

聚酯型水性聚氨酯合成工艺

采用TDI与聚酯二元醇（T1136）和二羟甲基丙酸（DMPA）反应合成水性聚氨酯分散体，讨论了合成工艺、反应温度和时间对聚氨酸分散体性能的影响，并确定了反应温度和时间。结果表明，DMPA溶液加入分步合成法合成的水性聚氨酯具有较好的稳定性和机械性能。     

紫外光固化水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液性能的研究

选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)等为原料,采用阴离子自乳化法制备了紫外光(UV)固化水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液.考察了n(-NCO)/n(-OH)、DMPA及HEMA质量分数对乳液性能的影响.结果表明,n(-NCO)/n(-OH)为1.4～1.5,DMPA的质量分数为4.5%时乳液性能最好.同时,HEMA质量分数越高,乳液黏度越小.     

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.     

不同硬段型水性聚氨酯胶黏剂的合成和性能比较

 用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）/甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚二元醇（N210）、二羟甲基丙酸（DMPA）为原料,采用两步法合成了不同硬段型聚氨酯预聚体,并用含三乙胺的去离子水中和乳化,乙二胺扩链,得TDI型和IPDI型水性聚氨酯（WPU）胶黏剂。通过红外、黏度、热重等分析方法,对不同硬段型WPU乳液、胶膜进行了结构和性能考查,对异氰酸酯基（NCO）含量进行定量、定性分析。结果表明,随着反应的进行NCO含量逐渐减少,至200min时基本达到理论值。当DMPA含量分别为3.0%（W/W）和8.0%（W/W）时,得到的TDI型和IPDI型WPU稳定、透明、耐溶剂性相对较好;此条件下的黏度分别为2000和6950mPa·s;两者的热稳定性都较好,起始分解温度分别达到350.8和295.0℃;IPDI型WPU机械强度高,拉伸强度为3.37MPa。综合比较各种性能,IPDI型WPU胶黏剂相对较佳。     

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.     

影响PUA涂饰剂乳胶膜性能的实验因素

采用预聚、中和分散、乳液聚合三个独立而连贯的步骤合成PUA复合乳液，以实验手段研究了影响PUA乳胶膜性能的因素。结果表明，通过调节亲水基团和丙烯酸酯的含量可以制成性能优良的PUA乳胶膜。     

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。     

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。     

脂肪族水性聚氨酯性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚四亚甲基二醇(PTMG)及二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料制备了水性聚氨酯乳液，并对乳液的性能进行了测试和分析。结果表明，二羟甲基丙酸(DMPA)用量、n(NCO)／n(OH)及扩链荆是影响乳液及胶膜性能的主要因素。     

水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂料

用内乳化剂二羟甲基丙酸(DM PA)对异氰酸酯进行改性,然后将其与丙烯酸酯多元醇反应制备了水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂料。研究了反应物摩尔比n(-NCO)/n(-OH)、中和度等因素对涂膜性能和外观的影响。结果表明:经DM PA改性后,增加了异氰酸酯预聚物的亲水性及其与丙烯酸酯多元醇的相容性;涂膜的拉伸强度和耐水性均有较大的提高,涂膜的外观也有所改善。     

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。