非离子型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的研究

以甲基烯丙基聚乙二醇醚(HPEG-2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成端甲基烯丙基聚氨酯(HPU),然后将该亲水性齐聚物中间体与丙烯酸酯单体(AC)按不同质量比进行乳液聚合,得到非离子型聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。通过红外分析、力学性能测试和热重分析等对PUA复合乳液及胶膜性能进行研究。结果表明,与纯聚丙烯酸酯(PA)乳液相比,PUA乳液凝胶率降为0且成膜性能明显改善。PUA胶膜与PA胶膜相比,耐热性和耐水性较好,断裂伸长率增大但拉伸强度降低。当HPU/AC质量比为20/80时,PUA胶膜综合性能达到最佳。     

丙烯酸酯改性非离子型水性聚氨酯的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚氧化丙烯二醇(N-210)、聚氧化乙烯二醇(PEG)等为基本原料,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,合成了非离子型双键封端水性聚氨酯(HPU)自乳化乳液,然后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸丁酯(BA)进行自由基聚合,得到丙烯酸酯改性非离子型水性聚氨酯(PUA)乳液.对这种材料进行了耐水性、粒径及热力学等方面的测试,结果表明:PUA乳液粒子有明显核壳结构,乳液的平均粒径增大;胶膜耐水性随着HPU添加量的提高而降低,胶膜的耐热性有明显提高.     

氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯胶膜性能的影响

采用氨基硅烷偶联剂(KH550)对水性聚氨酯预聚体进行封端,制备有机硅改性的水性聚氨酯。进一步将其乳化、成膜,采用溶解法研究水性聚氨酯胶膜的耐水性和耐溶剂性。用热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)以及拉伸性能测试研究了KH550的用量对聚氨酯胶膜力学性能的影响。结果表明:KH550的加入可以有效改善聚氨酯胶膜的耐水性和耐溶剂性;增强聚氨酯胶膜的热稳定性,热分解温度由289.8℃提高到315℃;同时也能提高聚氨酯胶膜的机械性能与拉伸强度。     

硅溶胶/有机硅改性丙烯酸酯聚氨酯复合材料的制备

以有机硅KH570为偶联剂,把硅溶胶引入到丙烯酸酯聚氨酯(PUA)中,采用原位分散聚合法制备了硅溶胶/有机硅改性丙烯酸酯聚氨酯(SPUA)复合材料,研究了KH570和硅溶胶的添加量以及硅溶胶与有机硅/丙烯酸酯聚氨酯的反应时间对SPUA复合材料平均粒径、附着力、硬度、耐水性和耐醇性的影响,获得了较佳的反应条件:KH5707.0%,硅溶胶5.5%,反应时间3h。通过红外光谱对较佳条件下制备的SPUA复合材料进行了表征,并与市售产品进行了综合性能对比研究。结果表明,SPUA复合材料出现了N─H弯曲振动吸收峰2046cm1,游离态N─H键的产生说明PUA的N─H键在有机硅的作用下产生电子偏移;硅溶胶的Si─O─H伸缩振动吸收峰从原来的3568cm1处移到了复合后的3442cm1处,且峰变宽,吸收强度变大,说明硅溶胶通过与有机硅作用接枝到PUA分子上。与市售产品比较,SPUA复合材料的硬度、附着力、耐水性和耐醇性等性能更好。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

采用物理共混和核-壳聚合法制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PU/PA,PUA)乳液,并对不同改性方法制得的乳液进行了研究。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等研究了丙烯酸酯改性聚氨酯乳液及涂膜的结构与性能。结果表明具有核-壳结构的PUA乳液涂膜耐水性、耐热性和固含量较水性聚氨酯(PU)有明显的提高,力学性能稍有下降;PUA综合性能优于PU/PA。     

汽车涂料用丙烯酸酯改性蓖麻油基水性聚氨酯无皂乳液研究

通过向丙烯酸单体(AC)中引入一定量含离子基的甲基丙烯酸(MAA)单体,采用种子乳液聚合法制得一系列丙烯酸酯改性的蓖麻油基水性聚氨酯无皂乳液(PUA)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光粒度仪、力学性能测试、耐水性试验和动态力学性能分析(DMA),详细研究了所制PUA乳液性能和PUA胶膜的力学性能、耐水性及动态力学性能。结果表明,当m(MAA):m(AC)为1.5%时,乳液的平均粒径最小,粒径显示双峰分布、分布指数最高,乳液的稳定性最好,胶膜的拉伸强度最高、吸水率适中、玻璃化转变温度最低。该乳液适用于汽车的底涂和表涂。     

硅烷偶联剂对层压复合用WPU胶粘剂的改性研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)、二羟甲基丙(DMPA)、硅烷偶联剂(KH550)等原料制备了层压复合用水性聚氨酯胶粘剂(WPU),考查了KH550用量对其性能的影响。结果表明,随着KH550用量的增加,WPU乳液黏度增加,稳定性变差;经KH550改性的WPU,胶膜的耐水性优于未改性者,胶膜的力学性能和复合薄膜T型剥离强度也得到提高。     

丙烯酸酯含量对水性聚氨酯性能的影响

采用无皂种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液,考察了丙烯酸酯含量对水性聚氨酯乳液粒径、运动黏度、胶膜的耐水性和力学性能的影响。试验结果表明,随着丙烯酸酯含量的增加,复合乳液的粒径增大,运动黏度减小,胶膜的耐水性和拉伸强度提高,但胶膜的断裂伸长率有所降低,适宜的丙烯酸酯用量为40%～50%。     

氨基硅油微乳液改性水性聚氨酯的合成和性能

合成了水性聚氨酯乳液和氨基硅油(AEAPS)微乳液改性水性聚氨酯乳液,研究了两种水性聚氨酯的性能及在织物上的涂层效果。结果表明,当氨基硅油相对于聚丙二醇的质量百分比为8.18%时,有机硅改性水性聚氨酯乳液的离心稳定性好,乳液胶膜表面硅原子的质量分数为0.92%;该有机硅改性水性聚氨酯软段相与硬段相的微观相分离增大,乳液胶膜的耐水性能和热稳定性提高;该有机硅改性水性聚氨酯乳液作为织物涂层剂时,可以赋予织物柔软、滑爽的风格。     

丙烯酸酯改性蓖麻油基水性聚氨酯乳液的制备

以改性蓖麻油(MCO)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料合成水性聚氨酯种子乳液,通过MCO的双键活性位实现丙烯酸酯(AC)单体的种子乳液聚合,得到聚氨酯–丙烯酸酯(PUA)乳液。通过FT–IR(傅里叶变换红外光谱)分析、激光粒度仪、旋转黏度计研究了AC单体含量及配比、助剂用量对PUA乳液性能的影响。通过电子拉力试验机、耐水试验和动态力学分析仪研究了不同AC含量PUA膜的力学、耐水和动态力学性能。结果表明:通过种子乳液共聚,PUA均显示一个玻璃化温度,说明聚丙烯酸酯与聚氨酯具有较好的相容性;当n(MCO):n(PCDL)=1.2,n(甲基丙烯酸正丁酯):n(甲基丙烯酸甲酯)=0.9,w(乳化剂SDS)为2.0%,w(引发剂AIBN)为0.2%时所合成的PUA稳定性最好,且具有适中的黏度和较好的粒径分布;随AC含量的提高,PUA胶膜耐水性提高,胶膜硬度和弹性模量逐渐提高,拉伸强度和伸长率均在w(AC)为10%时出现最大值。     

阴离子型核壳结构水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成

采用种子乳液聚合法,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料合成了具有核壳结构的聚氨酯丙烯酸(PUA)复合乳液。用FT-IR、TEM和粒度仪对所制备的共聚乳液的粒径、形态结构和胶膜的力学性能进行了表征。研究表明,随DMPA添加量增加,离子基团增加,PUA乳液平均粒径渐小,乳液黏度先增大后减小,其含量为6%较适宜。     

自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了双键封端的聚氨酯预聚体;以N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)作交联剂,配合甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)等单体进行乳液共聚,制备了自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯(FPUA)乳液。研究了HFBMA和HEAA用量对膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明:PUA乳液的耐水性和疏水性随HFBMA用量的增加而增加;随着HEAA用量增加,胶膜的热稳定性增加,拉伸强度增加,伸长率下降;当胶膜中HFBMA质量分数为12%,且HEAA质量分数为2.6%时,乳液的粒径为128 nm,乳液的稳定性较好;胶膜的水接触角为107.6°,吸水率为4.5%,拉伸强度为25.6 MPa,断裂伸长率为268%,10%热失重温度299.6℃。     

聚酯聚醚混合二元醇对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和异佛尔酮二胺(IPDA)为硬段,分别以聚四氢呋喃二醇(PTMEG2000)、聚己二酸新戊二醇酯二醇(PNA2000)及其混合物为软段,制备了系列水性聚氨酯(WPU)乳液。通过ATR-FTIR对聚氨酯结构进行了表征分析,采用拉伸测试、热失重分析、动态力学分析及耐水性测试等手段对WPU胶膜性能进行了研究,探讨了不同软段结构对WPU胶膜性能的影响。结果表明:聚酯聚醚混合型水性聚氨酯的力学性能优于单一软段水性聚氨酯,其中PTMEG与PNA质量比为2∶1时力学性能最好;PTMEG型WPU胶膜的初始分解温度高于PNA型WPU胶膜,失重50%时分解温度相反;PTMEG型WPU胶膜的耐水性好于PNA型WPU胶膜。     

硅烷偶联剂改性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液乳胶膜的性能

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三羟甲基丙烷(TMP)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等为主要原料,通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)进行封端改性,合成聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液,制备乳液乳胶膜。通过原子力显微镜(AFM)、微分热失重(DTG)、Zeta电位、表面张力、力学性能等对其乳胶膜和乳液结构与性能进行表征测试,分析了不同单体含量对乳胶膜力学性能的影响,结果表明:当,m(St)∶m(BA)=0.5,w(MDEA)=5.50%,w(HEA)=0.9%,w(KH550)=0.69%时,合成的硅烷偶联剂改性的聚氨酯乳液稳定性较好,乳胶膜有良好的力学性能。     

硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的合成与性能研究

以聚醚210、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,胺类硅烷偶联剂为后扩链剂,按不同配比合成了系列有机硅改性水性聚氨酯分散体。主要考察了硅烷偶联剂质量分数对水性聚氨酯乳液的稳定性、乳液粒径以及胶膜吸水性和耐热性的影响。结果表明,随硅烷偶联剂质量分数的增加,乳液粒径增大,分散稳定性良好,胶膜的耐水性明显提高;胶膜的耐热性能明显提高,并且发生了交联反应;胶膜的ATR红外显示体系中形成的脲键随硅烷偶联剂的质量分数增加而增多。     

丙烯酸酯改性磺酸型水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚酯二元醇为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,乙二胺基己磺酸钠(N60)为亲水扩链剂,成功制备了封端型水性聚氨酯乳液(WPU)。再以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)对上述乳液进行接枝共聚,成功制备出丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等分析手段研究了WPUA乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,且粒子呈核壳结构。其胶膜的耐热性、耐水性和力学性能较WPU胶膜均有所提高。     

烷羟基聚醚型有机硅/水性聚氨酯嵌段共聚物的制备及表征

以聚醚、二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,采用自乳化法合成了水性聚氨酯乳液,并使用一种三官能度烷羟基聚醚型有机硅为主要原料,制备出少量交联的、耐水性优异的嵌段型水性有机硅聚氨酯。考察了聚醚型有机硅用量对乳液稳定性、乳胶膜耐水性及拉伸性能的影响。结果表明,乳液的稳定性良好,乳胶膜的耐水性明显提高,拉伸强度增加;当有机硅在预聚体中的质量分数为1.4%时,乳胶膜的耐水性、拉伸性能最佳,且乳胶膜的柔顺性明显。     

水性聚氨酯-有机硅共聚物的制备与性能

以聚醚二元醇(GE2000)为软段,环氧树脂(E-20)为部分硬段,制备出有机硅交联改性的聚氨酯乳液,探讨了有机硅含量对乳液性能的影响。结果表明,随着有机硅含量增大,乳液黏度、分子量增大,胶膜耐水(溶剂)性、机械性能、疏水性增强。FTIR分析证实有机硅键合到聚氨酯结构中。SEM分析表明,有机硅改性聚氨酯胶膜结构致密。DSC与DMA分析表明,有机硅改性聚氨酯软硬段之间存在一定程度的微相分离,有机硅含量的增加提高了其耐热性能。     

氨基硅油改性水性聚氨酯

南京大学化学化工学院多相高分子课题组研制了一种新型有机硅改性聚氨酯乳液。制备方法为将含羧酸盐基团的聚氨酯预聚体在含少量自制的氨基硅油乳液的水中扩链、乳化而成。聚氨酯水乳液呈半透明状,稳定性好。研究表明,硅氧烷在胶膜表面富集,对聚氨酯材料有明显的表面改性作用,且胶膜耐水性提高。经有机硅改性的水性聚四氢呋喃型聚氨酯的胶膜的力学性能同未经有机硅改性的相比稍有提高,但变化不大:拉伸强度分别是77.7ＭＰａ和66.9ＭＰａ,伸长率分别是1000%和860%。氨基硅油改性水性聚氨酯@刘益军     

聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成与性能

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与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,确定了PUA复合乳液合成的工艺参数。用傅立叶红外光谱(FTIR)测定反应产物的结构。研究发现油溶性引发剂比水溶性引发剂更适合PUA体系的乳液聚合。随着MMA添加量的增大,PUA复合乳液胶粒粒径增大,黏度减小,涂膜光泽度下降,机械性能增强,耐水性增加。