基于MIS改性的WPU/GO纳米复合乳液的研究

以2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(MIS)为改性剂,通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCL)活化羧基制得MIS改性氧化石墨烯(MGO)分散液;并在水性聚氨酯乳化过程中引入MGO分散液制备水性聚氨酯/MIS改性氧化石墨烯(WPU/MGO)纳米复合乳液。通过红外光谱、热重分析、纳米粒度分析、扫描电子显微镜和力学分析对MGO,复合乳液和复合膜的结构与性能进行了表征。结果表明,当MGO的添加量为1%时,MGO在水性聚氨酯中均匀分散,纳米复合膜的杨氏模量、拉伸强度、断裂伸长率和热稳定性均有明显提高。     

表面修饰GO改性无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己内酯二元醇（PCL）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料，合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液（WPUA）预聚体，利用十二烷基三甲基溴化铵对氧化石墨烯进行插层改性，改性产物与预聚体进行机械共混，同时引入羧酸型亲水扩链剂和磺酸型亲水扩链剂，采用自乳化法合成无溶剂、零VOC型改性的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液（DTGO/WPUA），研究改性氧化石墨烯（DTGO）用量，并对复合乳液和胶膜进行测试和表征。研究结果表明：DTGO复合材料改性水性聚氨酯涂料表现出较好的力学性能和耐热性。当DTGO用量为质量分数0.8%时，相比未改性的水性聚氨酯胶膜，复合胶膜拉伸强度提高到48.5MPa，热分解温度提高21℃。     

石墨烯改性苯丙-环氧防护涂层性能研究

以水性环氧乳液、高岭土、自制转锈剂、氧化石墨烯分散液为苯丙乳液的改性材料,采用物理共混法制备石墨烯改性苯丙-环氧乳液防护涂层,探讨了苯丙-环氧乳液配比、高岭土、转锈剂及氧化石墨烯分散液掺量对涂层粘结强度的影响,并考察了涂层拉伸性能及基本性能。结果表明,涂层粘结强度随水性环氧乳液质量比例增大逐渐提高,随高岭土、转锈剂、石墨烯分散液掺量的增加呈先增大后减小的趋势;当m_苯丙∶m_环氧=1∶2,高岭土、转锈剂、氧化石墨烯分散液掺量分别为10%,3%,0.2%时,涂层各项基本性能良好,且涂层电阻率远大于普通金属材料,防护效果优异。     

芳香族聚氧乙烯醚改性石墨烯对水性环氧涂层防腐性的影响

采用3种不同结构的芳香族聚氧乙烯醚[β-萘酚聚氧乙烯醚(Lugalvan BNO12)、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚[Trtspe-18(EO=10)和Trtspe-18(EO=20)]对石墨烯进行改性，通过吸附曲线、热重分析(TGA)、紫外-可见光谱、流变性分析了改性石墨烯分散液的稳定性，并考察了Trtspe-18(EO=20)改性石墨烯(TGr)分散液/水性环氧涂层的物理机械性能和防腐性。结果表明：含有4个苯环和更长亲水链的Trtspe-18(EO=20)改性剂在石墨烯表面的吸附量最高，得到的石墨烯分散液分散稳定性最好。TGr添加量为1.0%时，涂层的耐腐蚀性最佳，此时复合涂层自腐蚀电流密度最低为4.34×10^-8A/cm²，涂层具有较好的物理机械性能，三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚改性石墨烯提高了水性环氧涂料的耐腐蚀性。     

还原氧化石墨烯对水性无机富锌涂料防腐性能的影响

为提高水性无机富锌涂层的防腐性能，以高模数硅酸钾溶液和氟碳乳液为成膜物质，片状锌粉为主要功能填料，并添加适量还原氧化石墨烯分散液作为辅助填料，制备了硅酸盐水性无机富锌涂料。采用物理性能测试、电化学测试、盐雾试验等测试方法，探究了还原氧化石墨烯添加量对涂层防腐性能的影响。结果表明：加入适量还原氧化石墨烯，可以增强水性无机富锌涂料的防腐性能，当涂料中还原氧化石墨烯分散液添加量达到6%时，涂层的力学性能及耐腐蚀性最佳，经过腐蚀后的主要腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂和ZnO。     

原位聚合法制备石墨烯改性水性环氧-丙烯酸酯乳液及其防腐性能研究

首先采用改进Hummers法制备氧化石墨烯分散液,再用原位聚合法制备石墨烯改性水性环氧-丙烯酸酯复合乳液,并制备其涂层。主要研究了石墨烯改性水性环氧-丙烯酸酯复合乳液的稳定性和复合乳液涂膜的耐腐蚀性。结果表明:石墨烯能够较好地分散在复合乳液中,成膜时能够很好地填充在涂层的细小缝隙中而产生屏障作用,阻碍腐蚀粒子从介质渗透到铁板表面。因此复合乳液的耐腐蚀性较未改性的水性环氧-丙烯酸酯乳液和直接共混乳液的耐腐蚀性明显增强。     

功能化石墨烯改性无胺型水性聚氨酯的制备

以聚己内酯二元醇(PCL)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要原料,合成水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(WPUA)预聚体。将偶联改性的纳米SiO_2与氧化石墨烯进行接枝后,与聚氨酯-丙烯酸酯乳液预聚体进行原位聚合,用自乳化法制备了经功能化石墨烯改性的无胺型水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(SiO_2-NH_2-GO/WPUA),对功能化石墨烯的用量进行讨论,并对其复合乳液、胶膜结构及性能进行测试。与水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)相比,SiO_2-NH_2-GO/WPUA具有更好的耐温性及胶膜性能,当氧化石墨烯接枝SiO_2(SiO_2-NH_2-GO)质量分数为0.75%时,复合乳液胶膜较未改性乳液胶膜相比,热分解温度提高14.51℃;拉伸强度提高到81.28 MPa;该复合乳液配制的胶黏剂在铝箔/PVC薄膜的T-剥离强度达到15.4 N;易氧化物含量指标符合药品包装容器标准,表明该水性聚氨酯胶黏剂适用于医药包装。     

氧化石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备及性能研究

水性涂料因VOC含量低,绿色环保等是目前涂料的重点研究方向之一,利用氧化石墨烯的亲水性、防腐蚀性能等将其对水性环氧树脂乳液进行改性,制备得到了氧化石墨烯改性水性环氧防腐涂料。采用XPS、Raman光谱等表征了氧化石墨烯的结构,并探讨了氧化石墨烯及水性固化剂的加入量对涂料性能的影响。结果表明,氧化石墨烯的加入量为8%,环氧固化剂的加入量为50%时,在该条件下配制的氧化石墨烯改性水性环氧防腐涂料很好地满足了既定的技术指标。     

环氧改性氧化石墨烯/水性聚氨酯复合膜的制备及其增强作用

采用环氧氯丙烷（EPI）对氧化石墨烯（GO）进行共价键改性制备环氧改性氧化石墨烯（EPGO）,再将EPGO共混水性聚氨酯（WPU）制得含有不同EPGO质量分数（以水性聚氨酯有效含量计）EPGO/WPU复合膜,通过FT-IR、XRD、TEM表征了EPGO的结构和形态并测试了成膜拉伸性能、耐磨性能。实验结果表明：EPGO的添加可以明显提高水性聚氨酯膜的拉伸强度,当添加0.8wt%的EPGO时,复合膜的拉伸强度达到12.9MPa,较空白膜提高了67.5%,杨氏模量提高了39.2%,且复合膜的耐磨性显著提高,表明EPGO的添加对水性聚氨酯膜有一定的增强作用。     

纳米改性水性聚氨酯的制备与性能研究

对纳米SiO2和TiO2进行了TDI(HDI)和PEG的接枝改性,并采用共混法制备了纳米改性水性聚氨酯乳液,电镜观测表明改性后的纳米粒子在乳液中分散均匀,无团聚现象。纳米粒子改性后的水性聚氨酯乳液力学性能比未改性前得到改善和提高,纳米粒子添加量为0.5%时,水性聚氨酯乳液的力学性能最佳,同时吸水率降低了70%,添加的纳米粒子对290~400 nm的紫外光有吸收。     

聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸酯杂合分散体的合成

以三羟甲基丙烷（TMP）为交联剂，先用环氧树脂改性聚氨酯（PU），得到环氧树脂改性的水性聚氨酯（WPUE）分散体，然后加入甲基丙烯酸甲酯（MMA）和引发剂偶氮二异丁腈（AIBN），通过自由基乳液聚合得到聚氨酯-环氧树脂-丙烯酸酯（WPUEA）杂合分散体，并通过傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱、粒径分析仪和透射电镜对其进行了表征。研究了－NCO/OH总摩尔比、交联剂TMP的量、环氧树脂种类和量、MMA的量等对WPUEA杂合分散体性能以及涂膜性能的影响。实验结果表明，选用E20环氧树脂，当－NCO/OH总摩尔比为12～15， TMP的添加量为4%～8％，E20添加量为4％～6％，MMA添加量为10%～30%时得到WPUEA杂合分散体性能较佳，所得到的水性WPUEA杂合分散体的涂膜硬度为073，光泽度达到85，表干时间为30min，冻融循环大于5，同时耐水性和耐溶剂性均得到提高。该产品可以取代溶剂型产品。     

蓖麻油聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成

采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）与蓖麻油水性聚氨酯乳液共聚反应制备聚氨酯丙烯酸酯（PUA）复合乳液,研究了蓖麻油水性聚氨酯性能、MMA添加量、引发剂种类和聚合温度对PUA复合乳液及涂膜性能的影响,并应用傅里叶红外光谱（FTIR）测定反应产物的结构.研究发现,用外观半透明或微透明的PU-M分散液制备的PUA乳液及涂膜性能优良.油溶性引发剂（AIBN）比水溶性引发剂（K₂S₂O₈）更适合本体系的乳液聚合.随着MMA含量增大,PUA复合乳液胶粒粒径增大,黏度减小,涂膜光泽度下降,机械性能变好,耐水性增加.合适的MMA含量为体系总固含量的20%～30%.提出了PUA复合乳液胶粒形成及粒径长大机理.     

石墨烯改性的涂料用水性聚氨酯乳液的制备和表征

利用石墨烯掺杂改性提高水性聚氨酯乳液成膜性能;将经氮丙啶基团功能化的氧化石墨烯均匀分散在多官能氮丙啶齐聚物中,配制成石墨烯重量份为10%的氮丙啶交联剂,按照不同比例将其添加在自制的羧酸基阴离子型水性聚氨酯乳液中,利用羧基同氮丙啶基团的开环交联反应制备一系列水性聚氨酯膜。并采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)、热失重分析仪(TGA)、水接触角测试仪及万能试验机对样品进行表征和测试;随石墨烯含量的增加,涂膜的耐热性、疏水性、拉伸强度和表面硬度均有明显提高,而微观相分离程度和断裂伸长率则呈下降趋势。较未改性乳液,经石墨烯掺杂的水性聚氨酯更适用于输电杆塔防腐。     

植物油基水性双组分清漆的研制

从不同乳液中选择大豆油改性水性聚氨酯分散体和丙烯酸乳液为主体树脂,添加消泡剂、流平剂等制得水性植物漆。研究了大豆油改性水性聚氨酯分散体和丙烯酸乳液配比,以及不同消泡剂、分散剂等助剂与固化剂对漆膜性能的影响。结果表明:当大豆油改性水性聚氨酯分散体质量分数为60%,丙烯酸乳液质量分数为20%,固化剂选用5%的万华269,分散剂选择0.3%的Tego380,以Tego810搭配少量Tego902W为消泡剂(用量0.4%),防沉剂用量为1%,蜡乳液用量为3%时,所得漆膜性能较优,硬度为HB,附着力0级,60°光泽21.7,耐液性均达到国家标准。     

氧化淀粉在水性聚氨酯中的应用研究

利用氧化交联淀粉对水性聚氨酯（PU）进行改性,得到了一系列具有不同氧化淀粉含量的改性水性聚氨酯。测定了改性产物及其成膜后的各项性能。结果表明,加入氧化交联淀粉后,水性聚氨酯分散液的稳定性不变,但粘度下降,成膜后的耐水性能得到改善。当氧化淀粉用量为10%时,改性水性聚氨酯膜的各项性能达到最佳。     

纳米氮化硼/氧化石墨烯/聚氨酯基复合材料的制备及其导热和力学性能

采用一种高能量密度的介质搅拌磨在添加高分子分散剂情形下将硅烷偶联剂改性后的六方氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯均匀预分散在高黏度聚氨酯预聚体中,而后加入扩链剂交联,制备了纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料。分别探究了硅烷偶联剂改性氮化硼颗粒和氧化石墨烯的改性效果、分散剂对氧化石墨烯的分散效果以及单一和混合掺入氮化硼纳米颗粒和氧化石墨烯的含量对其聚氨酯基复合材料导热和力学性能的影响。另外,通过等效介质模拟计算和分析了氮化硼纳米颗粒或氧化石墨烯与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率。采用激光导热仪、耐磨试验机、Shore硬度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪及红外成像仪对样品的改性分散效果、导热及力学性能进行表征。结果表明,通过改性后的纳米无机颗粒与聚氨酯基体相容耦合性好;当改性纳米氮化硼和氧化石墨烯的掺入量分别为10%和2%(质量分数)并有效分散在聚氨酯基体中时,其聚氨酯基复合材料的热导率为(0.671±0.033) W/(m·k),相对于未掺入纳米颗粒的聚氨酯材料(0.233 W·m~(–1)·K~(–1)),提高了188%。这主要归因于在有效分散的条件下掺入改性纳米氮化硼或氧化石墨烯可使其与聚氨酯基体界面的Kapitza热阻率降低。另外,经力学性能测试表明,改性纳米氮化硼/氧化石墨烯聚氨酯基复合材料的Shore硬度和磨损率分别为91和2.03%,相对于未掺入纳米无机颗粒的聚氨酯材料,分别提高了4.12%和降低了26.63%。     

UV固化水性聚氨酯/层状双氢氧化物纳米复合乳液的研究

以聚碳酸酯二元醇为软段、异佛尔酮二异氰酸酯为硬段合成了UV固化非离子型水性聚氨酯.同时采用共沉淀法制备了十二烷基硫酸钠插层的层状双氢氧化物(LDH-DS).在乳化水性聚氨酯的同时滴加LDH-DS水分散液,制备绿色环保的水性聚氨酯/层状双氢氧化物复合乳液,随后在UV辐照下制备纳米复合乳液涂膜.通过X-射线衍射和傅里叶红外分析证明了层状双氢氧化物的插层改性结构,并发现随着LDH-DS填充量的增大,涂膜的硬度及拉伸强度均有所提高.     

石墨烯的氧化程度和含量对水性锌粉涂料防腐性能的影响

制备了 3种不同氧化程度的氧化石墨烯,利用氧化石墨烯对水性环氧富锌涂料进行改性。采用盐雾试验、电化学测试、耐冲击性及附着力测试等对改性涂层的性能进行研究,研究发现氧化程度较低的氧化石墨烯改性环氧富锌涂料性能最佳。然后探究了氧化石墨烯含量和锌粉含量对该涂层的耐腐蚀性和力学性能的影响。结果表明：氧化石墨烯（ GO）的添加可以有效延缓钢材的腐蚀,当 GO-1添加量为 0.36%（质量分数,下同）,锌粉含量为 44%时,制备所得的 GO-1/水性环氧富锌涂料的综合性能最佳。当制得的氧化石墨烯的氧化程度较小,含氧基团较少且没有出现羧基时,涂料的耐腐蚀性能得到改进。     

影响聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液性能的因素

丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液性能优异、用途广泛,是当前涂料工业研究的一个热点.采用原位乳液聚合法,先制得水性聚氨酯（PU）预聚物,然后加入引发剂和甲基丙烯酸甲酯（MMA）,通过自由基乳液聚合得到聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液,并通过傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、粒径分析仪等对其进行表征.研究了NCO/OH比值、二羟甲基丙酸（DMPA）含量、MMA含量及三乙胺与DMPA的摩尔比值对PUA乳液性能及外观的影响.发现当NCO/OH＝1.3～1.4,—COOH含量为2.6％左右,MMA含量为20%～30％,三乙胺与DMPA的摩尔比值为90%～100％时,所得PUA乳液综合性能较好.     

水性聚氨酯

双组分高固含量水性聚氨酯及其制备方法与应用;氨基硅油微乳液改性水性聚氨酯的合成和性能;淀粉纳米晶改性水性聚氨酯的制备方法;二苯甲烷二异氰酸酯基水性聚氨酯分散液的制备方法;高效氧化自交联型水性聚氨酯分散体及其制备方法