环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

阴离子型水性聚氨酯的合成及其性能研究

以聚醚二元醇（N220）和甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料,以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂,1,4-丁二醇（BDO）和乙二胺（EDA）为小分子扩链剂,三乙胺（TEA）为中和剂制备一系列不同配方组成的水性聚氨酯乳液。研究亲水扩链剂含量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明：DMPA的含量在4%~8%之间可获得比较稳定的乳液。随着DMPA含量的增加,乳液的粒径逐渐减小,粒径分布变窄,胶膜的吸水率增加,拉伸强度增大,断裂伸长率减小。综合考虑,DMPA的含量为6%时,胶膜性能较好。DSC分析表明,随着DMPA含量的增加,水性聚氨酯微相分离的程度增大。扫描电子显微镜（SEM）测试,可以清楚看到分布均匀的纳米水性聚氨酯球形粒子。     

异氰酸酯指数对阴离子型水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丁酸(DMBA)和聚乙二醇(PEG)为亲水扩链剂,甲苯二异氰酸酯(TDI)为异氰酸酯组分,聚氧化丙烯二醇(PPG)为低聚物多元醇组分,采用预聚体法合成了一系列阴/非离子型水性聚氨酯(WPU)。通过万能材料试验机、粒径测试、接触角测定等表征手段研究了异氰酸酯指数(R值)对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。结果表明,随着异氰酸酯指数的增加,乳液粒径逐渐增加,Zeta电位绝对值逐渐减小;胶膜的拉伸强度逐渐增加,断裂伸长率逐渐减小,表面接触角逐渐增大。     

含有磺酸基团的水性聚氨酯的制备

本文以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过逐步聚合反应,合成了聚氨酯预聚体;再以羧酸型亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)和自制的磺酸型亲水扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),通过扩链反应,制备了兼有磺酸盐和羧酸盐的水性聚氨酯乳液,并对胶膜进行力学性能的测试和分析;测定了乳液的固含量,重点研究了反应温度、亲水基团含量(DMPA和DHPA在预聚体中的百分含量)和DHPA在亲水基团中的含量对胶膜力学性能的影响。研究结果表明,通过逐步聚合和扩链反应,可成功地制得固含量高达70%,兼有磺酸和羧酸的水性聚氨酯乳液;且当R值(NCO/OH)为2,亲水基团含量为5%,DH-PA在亲水基团中的含量为20%时,胶膜的断裂伸长率达2135%。     

DDI/IPDI型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能研究

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)、二聚酸二异氰酸酯(DDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料合成了一系列水性聚氨酯(WPU),探究了m(DDI)/m(IPDI)的配比对水性聚氨酯乳液粒径、胶膜接触角、表面能和力学性能等的影响.结果 表明,随着DDI含量的增加,聚氨酯乳液粒径及黏度逐渐增加,胶膜的拉伸强度下降,...     

含有磺酸和羧酸基团的水性聚氨酯的研究

以聚氧化丙烯二醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过逐步加聚反应,合成了聚氨酯预聚体;再以羧酸型亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)和自制的磺酸型亲水扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),通过扩链反应,制备了兼有磺酸盐和羧酸盐的水性聚氨酯乳液,烘干制胶膜,并对胶膜进行了红外光谱的表征以及耐水性能和力学性能的测试和分析;测定了乳液的固含量,重点研究了R值,亲水基团含量(DMPA和DHPA在预聚体中的百分含量)和DHPA在亲水基团中的含量对胶膜力学性能的影响。研究结果表明,通过逐步加聚和扩链反应,可成功地制得固含量高达70％的,兼有磺酸和羧酸的水性聚氨酯乳液;且当R值(NCO／OH)为2,亲水基团含量为5％,DHPA在亲水基团中的含量为20％时,胶膜的综合力学性能优良(断裂伸长率高达2 135％)。     

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%。     

亲水基含量对水性聚氨酯性能的影响

以TDI(甲苯二异氰酸酯)、DMPA(二羟甲基丙酸)、聚酯多元醇和二次扩链剂(端-NCO基PU预聚体)为主要原料,采用二次扩链法制备聚酯型WPU(水性聚氨酯),并着重探讨了DMPA含量对WPU的储存稳定性、胶膜耐水性、乳液粒径及其分布等影响。研究结果表明:在其他条件保持不变的前提下,当w(DMPA)=9%(相对于TDI质量而言)时,WPU的储存稳定性相对较好、粒径相对较小、粒径分布相对较窄且胶膜耐水性相对最好。     

锂基水性聚氨酯的制备及其性能研究

以氢氧化锂(Li OH)为中和剂合成了一系列锂基芳香族聚醚型水性聚氨酯。红外光谱分析了水性聚氨酯结构;并探讨了不同二羟甲基丙酸(DMPA)含量对乳液电导率、粒径及胶膜DSC、力学性能的影响。结果表明,随着DMPA含量增加,乳液粒径减小,电导率增加;胶膜的软段Tg下降,拉伸强度增加,断裂伸长率减小;当DMPA含量为8.79%时,胶膜拉伸强度和乳液电导率均达到最大值,分别为35.38 MPa和1.580×10~(-3)S/cm。     

蓖麻油改性聚醚型水性聚氨酯乳液的性能

以聚醚、甲苯二异氰酸酯(TDI)、一缩二乙二醇、蓖麻油为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三乙胺为中和剂制备了稳定的阴离子水性聚氨酯乳液(WPU),研究了NCO/OH摩尔比、DMPA及蓖麻油的加入量对WPU的耐水性、稳定性和力学性能的影响,结果表明:改性后的乳液具有较好的稳定性,适量的蓖麻油可提高胶膜的拉伸强度及耐水性。当聚醚与蓖麻油质量比为7︰3、DMPA为5%、NCO与OH摩尔比为1.3时,WPU综合性能最好。     

环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的研究

先以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG2000)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成预聚体,再加入环氧树脂(E44或E51)接枝共聚改性制备了水性聚氨酯(WPU)乳液。探讨了不同环氧树脂及含量对WPU性能的影响,并对乳液稳定性、力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了测试和表征。结果表明,适量的环氧树脂改性的WPU乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时涂膜的拉伸强度增大,断裂伸长率下降,吸水率下降,水接触角增大,涂膜的高温分解残余量增加。E44质量分数在6%~8%时,改性WPU乳液综合性能较好。     

环氧树脂改性含硅自消光水性聚氨酯树脂的制备及性能

以聚己二酸1，4－丁二醇酯多元醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸（DMPA）、1，4-丁二醇（BDO）、端羟丙基聚二甲基硅氧烷(PDMS)和环氧树脂(E-51)为单体合成聚氨酯预聚体，三乙胺（TEA）作为中和剂，乙二胺（EDA）作为后扩链剂，合成了一系列环氧树脂改性含硅自消光水性聚氨酯树脂乳液。采用粒度分析仪测定乳液粒径、FTIR表征胶膜表面结构、SEM观察胶膜表面，并分析了胶膜的光泽度、水接触角、热力学等性能。结果表明：在n(PBA)：n(PDMS)=1:2的条件下，环氧树脂添加量为5 %时，乳液粒径为1152 nm，胶膜60?光泽度为3.4；水接触角为107.3?，疏水性能最优；胶膜拉伸强度可达24.42 MPa，断裂伸长率在362 %，力学性能最优；胶膜热失重50 %时温度较未添加E-51的胶膜提高了18.3 ℃。     

DMPA含量对不同软段结构水性聚氨酯性能的影响

以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,采用预聚体分散法合成了一系列具有不同软段结构的水性聚氨酯(WPU)。研究结果表明:随着DMPA掺量的不断增加,WPU的稳定性提高、黏度增大、粒径减小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度在一定范围内增大、断裂伸长率降低、水接触角减小和耐水性下降,并且软段微区的结晶性能降低。     

含有磺酸基团的水性聚氨酯的制备及性能

采用预聚体合成法,以二羟甲基丙酸(DMPA)和自制1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)为亲水扩链剂制备一系列含有磺酸基团的水性聚氨酯微乳液。利用FTIR对DHPA和聚氨酯的结构进行表征,证实了目标产物DHPA的生成,并作为亲水扩链剂引入PU链上。研究结果表明,随着DHPA含量增大,乳胶粒平均粒径从139.31 nm减小至57.75 nm,且粒径分布宽度变窄,胶膜的拉伸强度由43.0 MPa增加至55.7 MPa,断裂伸长率从361%增加至430%。TEM照片显示,乳液分散均匀,形貌规整,呈圆球状。乳液表观黏度随着剪切速率增加而下降,呈假塑性流体特征。     

聚酯型水性聚氨酯乳液粒径分布及乳液膜耐水性的研究

用自制的聚酯伯二醇分别与四甲基苯二甲基异氰酸酯(TMXDI) 或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体,水合肼为扩链剂,在DMPA投料相同的条件下,采用预聚体分散法,制备了TMXDI预聚体和IPDI预聚体的水性聚氨酯乳液.利用Autossizer Loc粒度分布仪测定了两种类型乳液的粒径分布.结果表明:TMXDI预聚体与IPDI预聚体水性聚氨酯乳液粒径分布不同,黏度较低的TMXDI预聚体,乳液粒径分布为单峰,均比黏度较高的IPDI预聚体乳液的粒径分布小;对于TMXDI预聚体水性聚氨酯乳液,随预聚体黏度的降低,乳液粒径分布变窄,说明预聚体的黏度对乳液的粒径分布有影响.通过乳液膜耐水性的对比,乳液膜的耐水性与聚酯伯二醇的结构有关.     

支化型水性聚氨酯胶黏剂的合成及性能

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇2000(PTMG2000)为原料,二月桂酸二丁基锡、1,4-丁二醇和2,2-二羟甲基丙酸分别为催化剂、小分子扩链剂和亲水单体,制得水性聚氨酯预聚体(PPU);接着以丙烯酸甲酯、二乙醇胺和三羟甲基丙烷为原料合成了超支化聚(胺-酯)(HPAE);最后制备出不同HPAE含量(以IPDI与PTMG2000的总质量为基准,下同)的支化型水性聚氨酯(WPU)胶黏剂.采用FTIR和1HNMR对HPAE及胶黏剂的结构进行了表征;通过TGA、多功能材料试验机考察了胶膜的热力学性能和机械性能.结果表明,HPAE用量为IPDI与PTMG2000的总质量的1.0％时,制备的WPU2乳液及胶膜综合性能较好,其乳液固含量为33.67％,胶膜吸水率为11.22％,水接触角为90.32°;胶膜机械拉伸强度为10.33 MPa,断裂伸长率为533.73％;其粘结性能良好,剥离强度为4.063 N/mm.     

阴离子水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=1000/2000)、聚己内酯二醇(PCL,Mn=2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和1,4-丁二醇(BD)为主要原料合成了一系列阴离子型水性聚氨酯乳液胶粘剂(WPU)。讨论了硬段含量和多元醇种类等对WPU及其胶膜性能的影响。实验结果表明,随着硬段含量的增加,乳液黏度逐渐降低;胶膜拉伸强度和剥离强度先增加后有所降低。当硬段含量为45.22%时,拉伸强度和剥离强度达最大值,乳液和胶膜的综合性能最好。多元醇分子质量增加可提高胶膜的耐水性,但力学性能与粘接性能并未相应增强。聚酯多元醇型WPU的综合性能比聚醚型的好。     

水性聚氨酯热熔胶的制备及性能

以甲苯二异氰酸酯、聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)、聚环氧丙烷醚三醇(PPO)为主要单体,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为羧基单体,1,4-丁二醇为扩链剂合成了聚氨酯预聚体,并以三乙胺为中和剂,进一步制备了阴离子水性聚氨酯乳液。考察了交联单体PPO含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明,n(PBA)∶n(PPO)=9∶1时,乳液稳定性好,聚氨酯膜的拉伸强度为44.18 MPa,断裂伸长率为742.94%,其热分解温度为239℃,对皮革的黏接强度高于皮革的内聚强度,对不锈钢的黏接剪切强度为14.76 MPa。     

合成革用自消光水性聚氨酯树脂的制备和表征

以聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为单体,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联单体制备了自消光水性聚氨酯(WPU)树脂乳液。采用傅立叶红外光谱仪、金相显微镜以及粒径分布仪对乳液的结构和形态进行了表征。考察了预聚体R值、DMPA用量对WPU乳液粒径和稳定性的影响,以及TMP用量对自消光WPU树脂消光度和耐热性的影响,并对自消光WPU合成革表面的性能进行了测试。结果表明,预聚体R值为1.9~2.0、DMPA和TMP质量分数分别为1.5%和0.2%~0.4%时,可以得到消光度高、粒径均匀、状态稳定的自消光WPU树脂,用于合成革表面处理具有良好的使用性能。     

水性聚氨酯胶膜的耐水性能研究

采用预聚体法,以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)制备了聚酯型水性聚氨酯乳液,考察了亲水扩链剂DMPA用量、NCO/OH值、中和剂的种类、中和度、扩链剂乙二胺用量对乳液涂膜耐水性的影响,制备了耐水性较好的水性聚氨酯乳液。