有机硅/丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚酯二元醇(XH-111)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)等为主要原料,分别制得HEA封端和HEA、KH-550共同封端的水性聚氨酯乳液,再加入丙烯酸酯单体进行自由基引发聚合,分别制备出丙烯酸酯改性和丙烯酸酯、KH-550共同改性的水性聚氨酯复合乳液。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,对改性水性聚氨酯乳液的结构和胶膜的热稳定性、结晶性和力学性能进行了考察。结果表明,改性水性聚氨酯的结晶性降低,热稳定性提高。当w(丙烯酸酯)增大到20%,w(KH-550)增大到15%时,胶膜的拉伸强度由5.6 MPa增加到23.9 MPa,断裂伸长率由491%降到247%。     

单组分水性聚氨酯乳液耐水性及附着力的影响因素

采用二苯甲烷-4,4′-二异氰酸酯、聚四氢呋喃、1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、三甲醇丙烷(TMP)、硅烷偶联剂KH-550等制备了一系列水性聚氨酯乳液,并对乳液进行红外光谱分析、涂膜划格实验、耐水性实验,探究提升乳液耐水性及附着力的方法。结果表明:采用硅烷偶联剂KH-550改性,DMPA含量为3.7%～4.0%(w),TMP含量为1.3%(w),硬段含量为35%～40%(w)时,单组分水性聚氨酯乳液的附着力显著提高,达到1级,耐水性提高,耐水时间达到48 h。     

蓖麻油/硅烷双重改性水性聚氨酯黏合剂

以聚醚二元醇(N220和N240)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)、蓖麻油(CO)和有机硅烷(KH-550)为交联剂,合成了CO/KH-550双重改性WPU(水性聚氨酯)黏合剂。探讨了m(N220)∶m(N240)比例、CO和KH-550用量对WPU黏合剂及其涂料印花织物性能的影响。结果表明:当R=n(-NCO)/n(-OH)=1.4、w(CO)=5%、m(N220)∶m(N240)=2∶1和w(KH-550)=4%时,CO/KH-550双重改性WPU黏合剂的耐水性较好,其涂料印花织物的摩擦牢度及皂洗牢度均明显高于未改性WPU,并且织物手感较柔软。     

有机硅改性水性聚氨酯乳液的制备及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)和硅烷偶联剂(KH-550)等为主要原料,采用丙酮法合成了有机硅改性WPU(水性聚氨酯)乳液。结果表明:KH-550和DMPA的加料方式对WPU乳液稳定性影响较大;当w(DMPA)=3%～5%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

纳米二氧化硅改性纸/塑复合用聚氨酯胶粘剂的研究

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了改性纳米Si O2(二氧化硅);然后将其引入至PU(聚氨酯)胶粘剂中,制备了纸/塑软包装复合用无溶剂PU胶粘剂。研究结果表明:硅烷偶联剂(KH-550)已成功接入至纳米Si O2结构中,改性纳米Si O2的单分散性良好且粒径分布在100~200 nm范围内;当w(改性纳米Si O2)=0.8%(相对于胶粘剂总质量而言)时,胶粘剂的剥离强度(为420 N/m)相对最大。     

KH-550改性自消光水性聚氨酯性能及应用

以二羟甲基丙酸(DMPA)与2-[(2-氨乙基)氨基]乙磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,应用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)进行封端改性,采用预聚体分散法,制备了水性自消光聚氨酯(WPU)乳液。应用傅里叶变换红外光谱仪、激光粒度仪、接触角测试仪、万能拉力试验机等仪器设备对合成的乳液进行了测试。研究了KH-550改性水性聚氨酯的作用原理;探讨了KH-550对于WPU体系稳定性、耐水性、力学性能的影响。试验发现,KH-550用量为2%时,乳液粒径为3 367 nm,胶膜吸水率约为8.64%,拉伸强度可达32.19 MPa,断裂伸长率可达382%,胶膜的综合力学性能最佳。皮革涂饰是制革的最后一道工序,也是较为关键的工序之一。涂饰质量的好坏直接影响成品革的质量。水性聚氨酯表处剂具有成膜强度高、弹性好、耐候性强、耐磨性好及天然感观优良等特点,近几年成为行业的焦点与热点。将KH-550改性水性聚氨酯乳液应用于PVC人造革表处剂中,可获得不粘着、耐热、耐搓揉、耐干擦、湿擦色牢度优异、触感好、高档的消光效果等综合性能,具有广阔的市场应用前景。     

蓖麻油硅氧烷双重交联改善水性聚氨酯的耐水性

以苯酐聚酯多元醇、二羟甲基丙酸和甲苯二异氰酸酯为主要原料,选用蓖麻油及3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为交联剂,通过预聚物的合成和水相扩链两步反应,制备了水性聚氨酯,研究了蓖麻油和KH-550用量对水性聚氨酯力学性能、附着力和吸水率等的影响.结果表明,当蓖麻油质量分数为10%、KH-550质量分数为1%,经过双...     

高硬度磺酸型水性聚氨酯涂料的合成及性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和环氧树脂(E-44)复合改性磺酸型水性聚氨酯,制得硬度高、耐热性和耐化学品性能优异的水性聚氨酯涂料。通过衰减全反射红外分析了聚氨酯的结构,用DSC、TG等对涂膜进行了表征。考察了KH-550及E-44含量对涂膜硬度、耐化学品性及耐热性的影响,结果表明:KH-550和E-44的加入均明显改善了涂膜的硬度和耐化学品性,当KH-550含量为6%~8%,E-44含量8%~10%时,涂膜的综合性能最优。     

PVB/KH-560协同改性聚氨酯的合成及膜性能

以聚醚丙二醇(PPG600)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为主要原料,DMPA(2,2-二羟甲基丙酸)扩链合成支链型Si-WPU(硅氧烷水性聚氨酯)预聚体,再与PVB(聚乙烯醇缩丁醛)键合得到协同改性水性聚氨酯(PVB-Si-WPU)乳液,制备成膜。采用FT-IR(红外光谱)和TG(热重分析)法对胶膜进行表征,考察了R(—NCO/—OH)值和KH-560、PVB含量对乳液或胶膜性能的影响。研究结果表明:KH-560和PVB接枝到WPU分子链后,胶膜热稳定性得到一定提高;R值=2.6时,拉伸强度达到5.4 MPa,断裂伸长率降至237%;当KH-560和PVB添加量的质量分数分别等于6%和2%时(相对于纯WPU胶膜),PVB-Si-WPU胶膜的拉伸强度、断裂伸长率分别增长3.78、2.01倍,吸水率由38.0%降到15.4%。可见,KH-560和PVB的引入提高了WPU乳液的综合性能。     

3-氨丙基三乙氧基硅烷改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以聚醚二元醇（N210）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料,3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）为有机硅改性剂,合成了KH-550改性聚氨酯聚合物。考察了KH-550用量对改性聚氨酯弹性体力学性能的影响,并用傅里叶变换红外光谱法对KH-550改性聚氨酯预聚体的结构进行了表征。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,力学性能得到显著改善。     

聚碳酸酯型水性聚氨酯胶粘剂的合成及其性能研究

以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、2,2-二羟甲基丙酸等为原料合成了聚氨酯预聚体,通过KH-792[N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷]对其进行双氨基扩链,并中和乳化合成PCDL-WPU(聚碳酸酯型水性聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:随着KH-792加入量的增加,制备的水性聚氨酯乳液凝胶温度最高可达89℃,乳液粒径变大,胶膜的吸水率降低;当加入w(KH-792)=2%(相对于水性聚氨酯乳液总质量而言)时,扩链的乳胶膜失重5%,分解温度最高可达271℃;当加入w(KH-792)=3%时,乳胶膜拉伸强度最高可达14.2 MPa,断裂伸长率呈下降趋势。     

KH-550对水性聚氨酯性能的影响及机理分析

以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,聚四氢呋喃二醇(PTMG)和聚己二酯1,4-丁二醇酯(PBA)为软链段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬链段,成功制备了固含量50%以上低黏度γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性的水性聚氨酯(WPU)乳液。对乳液和胶膜进行了物性表征和研究,分析了KH-550改性WPU的作用机理。实验发现当KH-550加入量为预聚体质量分数2%时,其改性的WPU的综合物性最佳,此时乳液固含量在50%左右,乳液粒径小于130 nm,黏度低于400m Pa·s;胶膜的拉伸强度大于35 MPa,断裂伸长率大于750%,吸水率低于5%。     

环氧大豆油和硅氧烷改性水性聚氨酯胶黏剂

以环氧大豆油(ESO)与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)双重交联改性水性聚氨酯(WPU).通过FTIR、TG、DSC、DMA、AFM、粒径分析仪、拉力试验机等仪器对改性的水性聚氨酯进行了表征.研究了ESO和KH550的含量对水性聚氨酯乳液、胶膜以及胶黏剂性能的影响.分析了KH550对水性聚氨酯结晶性能和微相分离的影响.研究发现,随着ESO与KH550的加入,水性聚氨酯乳液的性能得到改善,胶膜的吸水率先减小后增大,拉伸强度逐渐增大,断裂伸张率逐渐减小.水性聚氨酯胶黏剂对PVC的T-剥离强度先增大后减小.随着KH550含量的增加,热稳定性逐步改善,结晶性降低,软段与硬段相混合程度提高.当ESO为4%、KH550为2%(均为质量分数)时,水性聚氨酯胶黏剂的综合性能最好.     

纳米SiO_2改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

以硅烷偶联剂(KH-550)作为纳米二氧化硅(nano-SiO2)的表面处理剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N-220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和nano-SiO2等为主要原料,制备nano-SiO2改性WPU(水性聚氨酯)乳液。着重探讨了DMPA的加料方式、DMPA和nano-SiO2用量等对WPU乳液稳定性、粒径分布、耐水性和力学性能等影响。结果表明:采用先加入DMPA后扩链的加料方式,可制得外观及稳定性均较好的WPU乳液;当w(DMPA)=5%、w(改性nano-SiO2)=2.0%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。     

改性纳米氧化锌对水性聚氨酯乳液性能的影响

以无水乙醇为溶剂、正硅酸乙酯(TEOS)为包覆剂对纳米Zn O表面进行无机包覆,然后用硅烷偶联剂(KH-550)对其表面进行改性,将改性后的纳米Zn O(即Zn O/Si O2/KH550)对水性聚氨酯乳液进行改性,研究了改性纳米Zn O的用量对水性聚氨酯(WPU)乳液涂膜的吸水率、吸甲苯率和拉伸性能的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和水接触角测试对纳米Zn O和WPU改性前后的结构及疏水性进行了表征。结果表明,改性后的纳米Zn O粒子团聚减少,疏水性提高。当改性纳米Zn O的添加量为聚氨酯中有机物质量的0.6%时,所制备的用改性纳米Zn O改性的WPU乳液涂膜性能较好,吸水率、吸甲苯率分别为20.35%和30.50%,低于未改性的WPU;拉伸强度达到13.45 MPa,水接触角较未改性WPU涂膜提高了25°。     

水性涂料用铝粉颜料的改性

分别以KH-550、丙烯酸树脂和两者的混合物对铝粉表面进行包覆改性,研究了不同包覆铝粉的耐酸性能,结果发现,以KH-550/丙烯酸树脂共同包覆的铝粉具有更好的耐酸性能。红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明,KH-550和丙烯酸树脂通过共聚反应在铝粉表面形成了保护膜。以此改性铝粉制备水性铝颜料,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对其进行了表征,发现铝粉颜料呈片状,氧含量低(5.17%),具有较好的金属光泽。将此铝颜料用于水性无铬锌基涂料,所制备的涂料具有良好的金属光泽和耐腐蚀性。     

改性酚醛环氧树脂及潜伏性固砂剂在油井固砂中的应用

以2-苯基咪唑(2PZ)为芯材、聚苯乙烯(PS)为壁材,采用溶剂挥发法制备了2PZ/PS微胶囊固化剂;然后将其添加到硅烷偶联剂(KH-550)改性的PF/EP(酚醛环氧树脂)中,制得单组分潜伏性固砂剂。研究结果表明:2PZ/PS微胶囊中w(2PZ)≈35%;该微胶囊固化剂具有表面光滑、粒径分布较窄等特点;与常规PF/EP相比,当w(KH-550)=8%(相对于PF/EP质量而言)时,制得的固砂剂具有相对更低的固化温度,并且潜伏性能良好(室温储存期40 d),由其制备的固结岩心之压缩强度(为10.5 MPa)相对最大且耐介质性能优异。     

UV固化水性聚氨酯/粉煤灰复合材料的制备及其涂膜性能的研究

将微米级的粉煤灰(FA)用于可紫外光固化水性聚氨酯的改性,以改善水性聚氨酯的耐水性能。首先用KH-550对粉煤灰进行表面改性,再通过偶联剂中—NH2基团与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的反应制得表面带有—NCO基团的改性粉煤灰。原位反应制备可紫外光固化的WPU/FA复合材料,复合体系中粉煤灰的掺杂量达到5%。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了粉煤灰颗粒及复合物薄膜的表面形态,测试结果证明这种回收利用的无机粒子能够改善水性聚氨酯材料的耐水性能和机械性能,其耐热性能也有明显的提升。     

专利文摘

正一种功能化石墨烯增强水性聚氨酯防腐涂层的制备方法(CN112680076A)天津工业大学日前公开了一种功能化石墨烯增强水性聚氨酯防腐涂层的制备方法。主要步骤在于对氧化石墨烯(GO)的制备及其功能化改性,然后将功能化的氧化石墨烯掺杂到水性聚氨酯涂料内,最后利用棒涂或喷涂的方法将复合涂层涂覆在金属表面。其特征在于:(1)以功能化的氧化石墨烯为增强体,以水性聚氨酯为基体,制备出高防腐效率的石墨烯防腐涂料:     

KH-550改性水性聚氨酯丙烯酸酯及其表征

采用盐化和扩链2种方法,使用KH-550对水性聚氨酯丙烯酸酯进行改性,经过离心稳定性分析和激光粒径分析,证明扩链方式改性的产物具有较好的稳定性。对改性产物进行吸水率测定、接触角分析和TG分析。结果表明,使用KH-550改性的水性聚氨酯丙烯酸酯可以一定程度提高涂层的耐水性和耐热性。