硬段含量对聚酯型水性聚氨酯的影响

以聚已二酸新戊二醇酯二醇(PNA)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,一缩二乙二醇(DEG)为小分子扩链剂,合成了一系列水性聚氨酯乳液.采用傅里叶红外光谱对水性聚氨酯的结构进行表征,并考察了不同DMPA含量、不同IPDI与PNA配比对乳液粒径及涂膜吸水率、机械力学性能、耐热性的影响.结果表明,提高DMPA含量使乳液粒径逐渐减小,增大异氰酸酯与多元醇物质的量比n(-NCO)/n(-OH)使乳液粒径增加;DMPA含量或n(-NCO)/n(-OH)的提高,均能提高涂膜的拉伸强度,但涂膜的断裂伸长率降低且吸水率增加.热重分析表明n(-NCO)/n(-OH)比例的增加使涂膜的耐热性降低.     

聚酯型水性紫外光固化聚氨酯的制备与性能

合成了以聚己二酸丁二醇酯二元醇、聚己内酯二元醇(PCL)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)为软段的水性紫外光固化聚氨酯树脂,通过红外光谱、乳液粒径、稳定性以及涂膜力学、耐水、耐溶剂性测试研究了软段类型、软段含量和交联剂对合成的乳液和涂膜性能的影响。通过调整分子结构,得到了粒径<30 nm的乳液,其储存稳定期>12个月,冻融稳定性>5个循环。涂膜的硬度5H且180°对折无裂痕,抗划伤性好,耐水和溶剂性能优良,PCL和PCDL型树脂的涂膜耐丙酮擦拭35次以上,在木材、玻璃和塑料表面有很好的应用效果。     

聚氨酯/含氟丙烯酸酯阳离子乳液制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇为原料,3-二甲胺基-1,2丙二醇为亲水扩链剂,丙烯酸羟乙酯为封端剂合成了部分双键封端的聚氨酯预聚体,并进一步制备了水性聚氨酯乳液。然后以丙烯酸六氟丁酯(F6BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为改性单体,采用种子乳液聚合法制备了阳离子型水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯杂化乳液(WFPUA)。制备的乳液具有粒径小、粒度分布窄、乳液稳定性好等特点。考察了F6BA含量对涂膜疏水性能的影响,结果表明,MMA和F6BA用量分别为聚氨酯预聚体质量的25%和20%时,涂膜的水接触角为97.22°,吸水率为6.76%,具有良好的疏水性能。     

扩链剂结构对脂肪族水性PU性能的影响

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和聚环氧丙烷醚二醇(PPG)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂合成了聚氨酯预聚体,再经过不同小分子扩链剂扩链、乳化制备水性聚氨酯(WPU)乳液,然后与自制交联剂HM交联成膜.研究了不同扩链剂对聚氨酯乳液稳定性及涂膜力学性能的影响.结果表明,以脂肪族二醇扩链的WPU乳液的外观好于芳香族二酚,而芳香族二酚扩链的WPU涂膜力学性能优于脂肪族二醇.     

非离子型自乳化环氧树脂乳液的合成与性能

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和环氧树脂(EP)为原料,采用化学改性法合成了纳米级非离子型EP乳液,并着重探讨了MPEG的Mr(相对分子质量)对EP乳液、聚醚胺(D230)固化EP涂膜性能的影响。研究结果表明:引入的非离子亲水链段能制得稳定的EP乳液;随着Mr的不断增加,EP乳液粒径变小、粒径分布变窄,相应涂膜的硬度、拉伸强度和热稳定性降低,但断裂伸长率和吸水率增大;当Mr为500时,固化后的非离子型EP涂膜具有良好的力学性能和较低的吸水率。     

有机氟硅改性水性聚氨酯的合成及应用

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,乙二胺(EDA)为后扩链剂,八氟戊醇(OFP)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性单体制备了氟硅改性水性聚氨酯乳液(FSiWPU),并将其用于亚麻织物整理。采用FTIR和XPS对聚合物进行了结构表征,通过乳液粒径、胶膜耐酸/碱性和吸水率测试探究了OFP和KH550的加入对胶膜性能的影响,并对整理后的亚麻织物进行了SEM分析以及水接触角和应用性能测试。结果表明:KH550和OFP成功引入到聚氨酯主链中,且含氟和含硅链段向胶膜表面迁移。加入有机氟硅后,复合乳液的粒径为109.57 nm,胶膜的耐酸/碱性能提高,吸水率明显下降。经复合乳液整理的亚麻织物表面光滑,摩擦因数和刚性指数均下降,对水接触角为111.86°,抗污等级和断裂强力提高。     

水性聚氨酯涂料的制备及性能研究

以PTMG-1000和TDI、HDI为原料制备聚氨酯预聚体,采用乳化法制备水性聚氨酯,并对漆膜硬度、附着力、分散粒度进行检验和分析。将不同配方制得的样品在转速为1200r/min、1000r/min和800r/min的强剪切力作用下分散成20%和25%浓度的乳液。硬度分析结果表明:.聚氨酯分子量链中的硬段组成芳香族TDI中含有刚性苯环可以提高漆膜的硬度,可达4H～5H,而改用HDI后硬度降低至2H～3H。附着力分析结果表明:漆膜附着力较好,为1级～2级。涂膜硬度还受分散的乳液浓度影响,浓度越高涂膜硬度越大。在不同大小的剪切力下,乳液分子粒径可以从160nm左右变化到10nm左右,分散转速越快,分子粒径越小。聚氨酯分子链硬段组成为HDI的比TDI的分子粒径小。     

非离子型自乳化水性环氧树脂的制备与性能表征

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为桥梁,将聚乙二醇-1000(PEG-1000)接枝到环氧树脂(EP)链段中,并在EP分子链上引入了亲水性聚氧乙烯链段,经去离子水乳化后,制得非离子型自乳化水性EP乳液;以水溶性三乙烯四胺为固化剂,将其加入到上述乳液中,制得水性EP涂膜。研究结果表明:该乳液的离心稳定性良好,其平均粒径为30 nm左右,并且粒径呈单峰分布;水性EP涂膜的铅笔硬度达到3H,并且其附着力、耐酸碱性和耐水性等俱佳。     

环氧改性水性聚氨酯的合成工艺及性能研究

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(GE-210)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-128)和丙烯酸羟丙酯(HPA)为主要原料,制备环氧改性水性聚氨酯乳液。研究预聚体中的—NCO和—OH物质的量之比(R)及小分子扩链剂、亲水扩链剂、环氧树脂的加入量,对粒径、黏度、贮存稳定性和涂膜耐水性的影响。实验结果表明:预聚体中R值为6～7;小分子扩链剂BDO用量为7%～8%;亲水扩链剂DMPA的用量为6%～7%;环氧树脂添加量为6%～7%时,乳液外观及稳定性最好,涂膜的耐水性能优异,可以作为一种性能优异的涂料用水性聚氨酯树脂。     

多官能度水性光敏聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、甲基丙烯酸羟乙酯(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等原料合成了具有高交联度的多官能度紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水乳液。采用国标GB12009.4—89,FT-IR,13C NMR,DMA,AFM等方法对PUA预聚体合成过程和聚合物乳液(涂膜)进行了测试和表征,考察了n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)、DMPA质量分数、pH值等对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,随着丙三醇质量分数增大,PUA光固化速率、耐溶剂性、膜硬度提高、吸水率降低;随着DMPA质量分数的增加,PUA涂膜硬度、吸水率增强,乳胶粒径越来越小;随着中和度增大,乳液逐渐由云雾状趋向透明,粘度下降。当n(IPDI)∶n(HO—OH)∶n(丙三醇)=9∶6∶1,w(丙三醇)=2%左右,DMPA质量分数为4.6%,中和度为90%时,乳液储存稳定(30 d),涂膜光固化速率达到7 s,附着力为1,硬度为3 H,耐水性、耐化学品性更佳。     

聚醚型阳离子水性聚氨酯的合成及性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇、亲水扩链剂和其他小分子多元醇反应合成阳离子水性聚氨酯乳液,讨论了不同异氰酸酯、扩链剂用量对阳离子水性聚氨酯乳液的状态、涂膜的耐水与机械性能的影响。结果表明,随异氰酸酯用量的增加,涂膜的强度及硬度逐渐提高,但涂膜的柔韧性降低、弹性下降;随N-甲基二乙醇胺(MDEA)用量的增加,涂膜的机械性能及耐水性降低;异氰酸酯的含量为47.3%、扩链剂MDEA的含量为4.3%时,乳液具有较好的贮存稳定性,且涂膜的断裂伸长率为1568%,48h吸水率为4%,具有较好的柔韧性及耐水性能。     

羟基化环氧大豆油改性水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料的研制

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(N220)等为原料,羟基化的环氧大豆油(HESO)为改性剂,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂制备出阴离子型聚氨酯-丙烯酸酯乳液,并以此乳液配制水性木器涂料.对乳胶粒子的粒径分布进行了测试,探讨了HESO和乙二胺(EDA)含量对乳液、涂膜性能及乳胶粒子粒径的影响.实验发现,HESO含量为4%-6%,EDA含量为0.8%-1.0%时,乳液外观好,涂膜的耐介质性和耐黄变性优异.     

相对分子质量和聚醚含量对双组分水性聚氨酯性能的影响

合成了3组不同相对分子质量和聚醚含量的端羟基水性聚氨酯,考察了其乳液性能和涂膜性能,并研究了聚氨酯的相对分子质量和聚醚含量对乳液和涂膜性能的影响。研究表明:随着聚氨酯相对分子质量的增大,乳液粒径增大,粒径分布变宽,涂膜吸水率下降。聚醚链段含量升高,乳液粒径减小,粒径分布变窄,涂膜吸水率升高。通过对聚氨酯分子结构的优化,涂膜硬度达到4H,耐冲击性50 cm,对折3次后裂痕长度小于0.5 mm,吸水率为11.94%。     

阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

以二乙醇胺、甲基丙烯酸十三氟辛酯为原料,通过迈克尔加成反应合成一种含氟二元醇(F-DEA),并以此为含氟单体,通过缩合共聚的方法与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG-1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)以及季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)反应合成一种阳离子型水性UV固化含氟聚氨酯树脂。利用FT-IR、1H-NMR等手段对产物的分子结构进行表征。采用粒径分析、接触角、X射线光电子能谱(XPS)以及各种性能测试手段,对乳液、光固化过程及涂膜性能进行分析研究。结果表明:在一定条件下,该树脂能稳定分散在水中,随着含氟量的增加,乳液粒径增大,但光固化效率有所降低,同时热处理后的氟碳链迁移至涂膜表面,所得的光固化涂膜各种性能较好,特别是耐水和耐酸碱性有明显改善。     

室温自交联型阳离子水性聚氨酯的合成与表征

通过自乳化法,分别以3-氨基丙基三乙氧基硅烷与N-甲基二乙醇胺(MDEA)为封闭剂与亲水扩链剂,自制N-(1,1-二甲基-2-乙酰基)乙基]-β-二羟乙氨基丙酰胺(DDP),异佛尔酮二异氰酸酯、聚己内酯二醇、双酚A、ADH为基本原料制备出室温自交联型阳离子聚氨酯纳米水分散液(CBPU)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、动态激光光散射(DLS)、透射电镜(TEM)对CBPU分子结构、乳液粒径与分布及乳胶粒形态进行了研究,研究了封闭率对涂膜表面水接触角及力学性能的影响。结果表明,产物分子结构中出现了叔胺基、Si—O—Si和氨基甲酸酯结构;乳液粒径随封闭率的增加而增加;乳胶粒粒径均一,呈规则的球形结构;增加CBPU封闭率,能提高涂膜的耐水性及力学性能。当CBPU封闭率为15%时,乳液粒径、涂膜水接触角及拉伸强度分别为80.86 nm、83°及23.4 MPa。     

单体预聚乳化法合成水性苯丙乳液及性能研究

采用单体预聚乳化法,以苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)和聚氧乙烯醚烷基酚(Op-10)的混合物为复合乳化剂合成绿色水性苯丙乳液。对该苯丙乳液附着力、DSC、涂膜硬度等进行表征,并对该乳液的机械稳定性、抗化学试剂的稳定性、黏度等进行测试。研究表明,单体V(苯乙烯St):V(丙烯酸丁酯BA)=1∶1时,乳化剂m(OP-10)∶m(SDS)=2∶1时,此时苯丙乳液黏度最大,附着力最好;通过DSC、涂膜耐酸碱测试,玻璃化温度低于理论值,表明该产品具有很好的涂膜性能和机械稳定性。     

A-95制备水性环氧树脂及其性能研究

以乙二胺基乙磺酸钠(A-95)为亲水扩链剂,与环氧树脂(E-44)反应制备了水性环氧树脂。研究A-95与E-44的反应温度、亲水扩链剂含量、扩链时间及R值等对乳液粒径及稳定性的影响。并探讨合成水性环氧树脂与固化剂的配比对涂膜性能的影响。通过红外光谱(FTIR)表征水性环氧树脂的结构,激光粒度仪测定了乳液的粒径及ζ电位。结果表明,乳液的平均粒径随着亲水扩链含量的增加而减小,ζ电位的绝对值增大,乳液稳定性增加。R值增大,乳液的平均粒径增大。当A-95与E-44的物质的量比为8时,制备的环氧树脂乳液平均粒径为54.42 nm,稳定性较好。当树脂与固化剂质量比为4/1时,得到的涂膜耐水性较好、力学性能较优异。     

聚醚型氨基硅油改性水性聚氨酯的制备与性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、二羟甲基丙酸、聚醚型氨基硅油等为主要原料制备了硅改性水性聚氨酯（PUDS）乳液及其涂膜。通过红外光谱、透射电镜等对PUDS乳液及其涂膜进行结构表征,并进行力学性能测试。结果表明,有机硅有效接入到水性聚氨酯分子链上,乳液稳定性良好,涂膜的耐水性明显提高;随着聚醚型氨基硅油用量的增加,涂膜拉伸性能有微下降趋势,当聚醚型氨基硅油在预聚体中的质量分数为2%和3%时,涂膜耐水性最好,伸长率下降最少,且涂膜手感柔顺性、滑爽性改善明显,综合性能优良。     

乙二胺扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以聚醚220、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性扩链剂,丁二醇(BD)和乙二胺(EA)为小分子扩链剂,按不同配比合成了系列水性聚氨酯分散体。主要考察了乙二胺扩链剂用量对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径、粘度以及膜吸水性和力学性能的影响。结果表明,随乙二胺扩链剂用量的增加,乳液粒径增大、分散稳定性变差、粘度减小、胶膜的拉伸强度增加、断裂伸长率减小、耐溶剂性增加、吸水率变化不明显、硬段相Tg升高,软硬段相分离程度增加。胶膜的ATR红外表现为PPG类聚醚型聚氨酯典型的红外光谱。     

加料顺序对水性聚氨酯结构和性能的影响

以聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸及乙二胺为主要原料,以二元醇加入异氰酸酯(A法)和异氰酸酯加入二元醇(B法)两种加料顺序制备了水性聚氨酯.用凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱等考察了加料顺序对产物相对分子质量和硬段氢键化程度等的影响,通过动态力学分析考察了A和B两种方法产物的微相分离程度和硬段有序性,反映了两种产物的亲水硬段在聚氨酯主链上分布均匀性的差异.借助动态光散射粒度分布仪、材料拉伸测试仪及吸水率测试等考察了A和B两种方法产物的乳液性能及涂膜的扯断伸长率和吸水率.结果表明,A法产物的硬段在主链上分布比较均匀,得到的乳液较稳定,涂膜的扯断伸长率较高,吸水率较低.