桐油基水性聚氨酯乳液及其涂膜性能研究

采用酯交换法制备桐油基二元醇,并以其为功能性扩链剂与甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇(PEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇等原料制备了一系列桐油改性的水性聚氨酯乳液。分别研究了不同含量的桐油二元醇、PEG、DMPA对乳液及其涂膜的性能影响。结果表明:桐油基二元醇含量的增加会引起涂膜拉伸强度增加,断裂伸长率降低;随着PEG含量的增加,涂膜的硬度与强度降低,微相分离程度减弱,断裂伸长率增加;DMPA含量的增加使乳液的稳定性增加,颜色更加透明,粒径变小,但耐水性降低。当桐油基二元醇用量为6%(以原料的总质量计,下同)、PEG用量为59%、DMPA为7%时,水性聚氨酯乳液具有良好的外观、贮存稳定性,且涂膜的耐水性及机械性能优异。     

氟改性UV固化超支化水性聚氨酯的制备与性能研究

采用HDI三聚体(HDT)和二乙醇胺(DEOA)自制六羟基多元醇;采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、全氟己基乙基醇(TEOH-6)和三羟甲基丙烷(TMP)自制含氟二元醇;以IPDI、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、含氟二元醇、二羟甲基丁酸(DMBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端的聚氨酯,将六羟基多元醇加入到聚氨酯中,制备了氟改性UV固化超支化水性聚氨酯(FWPU)。采用光学接触角、纳米粒度仪、电子拉力机、原子力显微镜等对涂膜的结构与性能进行了测试。研究了含氟二元醇添加量对涂膜疏水性、力学性能、硬度、热稳定性等的影响。结果表明:随着含氟二元醇的加入,乳液粒径逐渐增大、分布变宽,涂膜接触角增加、吸水率大幅降低、热稳定性增强、拉伸强度大幅度增大、硬度达到4H。当含氟二元醇含量为8%时,涂膜的综合性能最佳。     

NCO含量对水性聚氨酯乳液性能影响的研究

以自制聚酯多元醇和过量的2,4一甲苯二异氰酸酯为原料进行预聚反应,合成含异氰酸酯端基的预聚体,再以二羟甲基丙酸为亲水剂,引入二元醇进行扩链反应,制备了水性聚氨酯。研究了残留NCO含量及NCO／OH比值对乳液合成及性能的影响。研究认为控制NCO／OH比值在2．0～2．5之间,残留NCO含量在3．0％～3．5％之间时,制备的乳液性能最佳。     

水性聚氨酯乳液的合成研究

以自制聚酯多元醇和过量的2,4-甲苯二异氰酸酯为原料进行预聚反应,合成含异氰酸酯端基的预聚体,再以二羟甲基丙酸为亲水剂,引入二元醇进行扩链反应,制备了水性聚氨酯。研究了残留-NCO含量及n-Nco／n—OH比值对乳液合成及性能的影响。研究认为：控制n-NCO／n—OH比值在2．0—2．5之间,残留一NCO含量在3．0％-3．5％之间时,制备的乳液性能最佳。     

以N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠为亲水基的磺酸型水性聚氨酯的制备与性能研究

以聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS)等为主要原料,制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了AAS含量对磺酸型WPU的影响,并通过红外、TEM、TGA、DSC对乳液及其涂膜进行表征,结果表明:磺酸型WPU乳液的粒子规整性、分散性好;当AAS含量在2%左右时,乳液固含量为55%,涂膜综合性能优异;相对于羧酸型WPU,磺酸型WPU涂膜具有更好的热稳定性。     

超支化水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

以顺丁烯二酸酐改性的超支化聚酯Boltorn H20、聚四氢呋喃2000和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料合成了超支化水性聚氨酯乳液,研究了改性超支化聚酯Boltorn H20的合成,以及改性超支化聚酯中羧基含量、初聚—NCO/—OH物质的量比、催化剂用量等对制备水性聚氨酯的影响,并探讨了亲水基团含量、乳化温度、中和度等因素对乳液及涂膜性能的影响,进一步使用傅里叶红外和热重分析分别对超支化聚氨酯涂膜的结构和热稳定性能进行了表征及测试。结果表明,在不加催化剂,初聚—NCO/—OH物质的量比为2∶1,亲水基团含量为2.05%的条件下,合成得到的含固量为30%的超支化水性聚氨酯乳液稳定性好。由此得到的超支化聚氨酯薄膜的耐水性和热稳定性较好。     

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。     

磺酸型水性聚氨酯的合成与性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)和聚醚二元醇(N210)为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,乙二胺基磺酸钠(A95)为亲水扩链剂,成功制备了磺酸型水性聚氨酯。研究了A95含量对水性聚氨酯乳液及胶膜性能的影响。通过红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、粒径和力学性能测试等分析手段研究了乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明:所制备的水性聚氨酯乳液粒子规整性较好,分散均匀;随着A95含量增加,粒径逐渐减小;当A95含量为5%时,乳液具有良好的室温贮存稳定性,胶膜的综合性能优异。     

聚酯二元醇合成聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、自制聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要原料,合成了聚酯型聚氨酯丙烯酸酯(PUA)复合乳液,研究了不同相对分子质量的聚酯二元醇、聚氨酯制备时不同NCO/OH比值、添加三羟甲基丙烷(TMP)含量、及合成PUA时不同PU/PA的比值对最终制备的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液及涂膜性能的影响。结果表明:1500～2000相对分子质量的聚酯二元醇:在TMP添加量为2%、NCO/OH为1.6～1.8,PU/PA以4︰6合成出的PUA,有着较好的制备稳定性和贮存稳定性,其涂膜硬度、耐水性和耐醇性较好。     

高性能水性UV固化聚氨酯的合成与性能研究

用环氧丙烯酸酯(EA)、羟基硅油合成了环氧/有机硅改性水性光固化聚氨酯乳液(WPU);研究了EA、羟基硅油、亲水扩链剂二羟甲基丁酸(DMBA)的用量,中和度和硅烷偶联剂的添加量对乳液和涂膜性能的影响。用红外光谱和接触角测量仪对树脂进行表征。结果表明:通过EA、羟基硅油改性的水性光固化聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐水性较好,克服了未改性水性光固化聚氨酯的缺点。当EA用量为4%、羟基硅油为2%、DMBA为8%、中和度为80%、硅烷偶联剂的添加量为1%时,水性光固化聚氨酯乳液的综合性能较好,树脂接触角大大提高。