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。     

聚硅氧烷改性聚氨酯密封胶预聚体的制备

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚氧化丙烯二醇(PPG)合成了端异氰酸酯基聚醚型聚氨酯密封胶预聚体,然后与端羟基硅油反应制备了单组分的聚硅氧烷-聚醚嵌段聚氨酯密封胶预聚体。考察了羟基硅油的加入量对改性聚氨酯胶外观、拉伸性能、低温性能和热稳定性等的影响。当低聚物二醇中羟基硅油的质量分数为15%时,改性聚氨酯胶的综合性能较好。此时,相分离的程度较小,且保留有较好的力学性能;玻璃化转变温度从-58.6℃降低到-79.8℃,低温性能得到改善;初始分解温度高于聚醚型聚氨酯胶。     

硅烷封端羟基硅油改性端硅氧烷聚氨酯密封胶的研究

用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、聚醚多元醇和硅烷偶联剂为原料,分别制备了硅烷封端的羟基硅油(SHS)和端硅氧烷聚氨酯(SPU),并将其共混制备出硅烷封端羟基硅油改性的SPU密封胶。用红外光谱对预聚体进行了表征,考察了密封胶的力学性能。结果表明,添加的硅烷封端羟基硅油与SPU的质量比为50∶100时,SPU密封胶在保持高拉伸强度的同时,断裂伸长率比未添加硅烷封端羟基硅油的密封胶提高了46.7%。通过改变硅烷偶联剂的种类、填料和催化剂的种类和添加量,找到了偶联剂、填料和催化剂对硅烷封端羟基硅油改性SPU密封胶力学性能的影响规律。     

聚醚硅油改性聚氨酯形状记忆材料的制备

选用聚醚硅油采用化学接枝方法对聚氨酯(PU)形状记忆材料进行改性,探讨聚醚硅油用量对PU力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明:聚醚硅油的加入使PU的力学性能、形状记忆性能、耐热性能均得到提高;当聚醚硅油的用量为6 phr时,改性PU的拉伸强度和断裂拉伸应变分别达到33.0 MPa和724%,回复到150°用时120 s,与未加入聚醚硅油的PU相比,分别提高了13.4%,9.8%,48.9%。     

有机硅改性聚氨酯弹性体

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG)、羟基硅油为原料,通过预聚体法合成了一系列有机硅含量不同的改性聚氨酯预聚体,以3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)做扩链剂,得到羟基硅油改性聚氨酯弹性体材料(PUESi)。结果表明,PUESi的羟基硅油质量分数为3%~15%时,改性效果显著。羟基硅油质量分数为3%时,常温下,PUESi拉伸强度和拉断伸长率较未改性的聚氨酯弹性体(PUE)分别提高34%和71%;在100℃时,PUESi拉伸强度和拉断伸长率保持率较PUE分别提高15%和22%,耐温性提高;具有较好的阻尼性。     

羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯的合成及性能

以磺酸型聚酯二元醇(BY3301)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,羟基硅油为改性剂,三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,合成了羟基硅油改性磺酸型水性聚氨酯。采用FTIR、TG、数显黏度计、纳米粒度仪表征了聚合物的结构与性能,探讨了羟基硅油含量对乳液及胶膜性能的影响。结果表明:随着羟基硅油含量增加,乳液粒径增大,黏度降低;胶膜表面水接触角增大,吸水率先减小后增大;胶膜拉伸强度增强,断裂伸长率先增大后减小。当羟基硅油占预聚体质量的3%时,聚合物性能最佳,其乳液粒径为85.1 nm,黏度为114.5 mPa·s,胶膜水接触角为91.7?,拉伸强度为14.78 MPa,断裂伸长率为427%,24 h吸水率仅为5.61%,由TG曲线可知,胶膜质量损失5%时,对应温度为269.9℃,较之改性前提高17.3℃。     

丙烯酸酯有机硅复合改性水性聚氨酯的合成

以聚四氢呋喃二元醇（PTMG）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为基本原料,在R值为2.5、DM-PA质量分数为6%、PU/PA质量比为8∶2的基础上,通过进一步变化羟基硅油PDMS的质量分数来研究有机硅改性对水性聚氨酯性能的影响,从而合成出丙烯酸酯有机硅复合改性的水性聚氨酯。探讨了不同质量分数的有机硅对乳液及涂膜性能的影响。结果表明,有机硅质量分数为10%或者13%时,得到的丙烯酸酯有机硅复合改性的水性聚氨酯综合性能较佳。     

硅烷偶联剂改性自交联水性聚氨酯的研究进展

综述了基于硅烷偶联剂室温自交联水性聚氨酯的制备方法、室温自交联固化机理及结构与性能之间的关系;硅烷偶联剂改性自交联WPU的性能、硅烷偶联剂改性特殊自交联WPU的制备、硅烷偶联剂复合交联改性WPU的制备;展望了硅烷偶联剂改性的水性聚氨酯高分子材料的发展方向和应用前景。     

水性耐热杯印亚光树脂的制备及应用

采用丙烯酸/有机硅复合改性水性聚氨酯分散体,研究了自消光机理、硅油使用量、丙烯酸酯改性比例及玻璃化转变温度对涂膜性能尤其是耐热杯印的影响,解决家具耐热杯印问题。结果表明:硅油用量为6%(质量分数,后同),改性比例为1∶2,丙烯酸酯部分玻璃化转变温度为80℃合成的水性亚光聚氨酯分散体综合性能最佳。     

CaCO3晶须改性UV固化材料的性能研究及应用

采用硅烷偶联剂(KH-570)对CaCO3晶须进行表面改性,研究了改性CaCO3晶须对紫外光固化顺丁烯二酸酐-端羟基聚丁二烯改性环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯材料性能的影响。结果表明,当CaCO3晶须质量分数为15%时,两种材料的拉伸强度均达到最大值,分别比基体树脂固化材料提高了110%和95%。当CaCO3晶须质量分数为10%时,两种材料的冲击性能、耐磨性能最好,冲击强度比基体树脂分别提高40%和25%,磨损量比基体树脂分别降低91.25%、91.70%。另外,探讨了CaCO3晶须改善材料耐磨性的机理。     

由反式聚异戊二烯制备的形状记忆聚氨酯材料

本发明属于形状记忆聚氨酯材料技术领域，具体涉及以天然或合成的反式聚异戊二烯为基本原料，经过化学改性，从而制备的形状记忆聚氨酯材料。共组分有羟基化反式聚异戊二烯、二异氰酸酯和扩链剂。本发明的形状记忆聚氨酯材料在热拉伸、冷却固定形状后，经加热可回复到初始形状；形状记忆温度40-80℃；形变回复率100～80％，一般大于85％；在相对初始形状的拉伸形变达到100％时，仍保持上述回复率。本发明材料可用作临床外科材料、电线电缆套管、建筑管材连接套管、密封圈和温控元件等形状记忆器件，以及织物和成衣的形状记忆处理剂。     

交联型与线形水性聚氨酯的形状记忆性能比较

由聚酯多元醇、2,4–甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸等合成了水性聚氨酯乳液,对乳液性能进行了研究;对制得的聚氨酯胶膜进行了红外分析、DSC测试和形状记忆性能测试;用丙三醇和三羟甲基丙烷作为扩链制得的交联水性聚氨酯与用1,4–丁二醇制得的线形水性聚氨酯进行了性能比较,结果表明:不同扩链剂对水性聚氨酯的性能有一定的影响,与线形水性聚氨酯相比,交联型水性聚氨酯具有较好的形状记忆性能,形状恢复率可达92%～97%。     

羟基硅油改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以羟基硅油（PDMS）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚醚多元醇为主要原料,合成了有机硅改性的水性聚氨酯（WPU）材料,探讨了PDMS用量对WPU乳液和胶膜性能的影响,并采用FT—IR和DSC对其进行了表征。结果表明,随着PDMS加入量的增加,乳液粒径增大,粘度升高,胶膜的吸水率降低,力学性能和热稳定性提高。当PDMS质量分数为11．8％时,制备的有机硅改性聚氨酯材料性能最佳,其吸水率下降至5．6％,拉伸强度达到14．74MPa,断裂伸长率为462％,胶膜的初始分解温度提高了36℃。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备和研究

利用聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸及端羟基环氧树脂等为原料,制备了环氧树脂改性的水性聚氨酯(EWPU),考察了环氧树脂用量对EWPU性能的影响。结果表明,当环氧树脂质量分数在5%以内所制备的EWPU乳液稳定性较好,粒度约为45~97 nm。随着环氧树脂含量的增加,所制备的改性EWPU拉伸强度增加,断裂伸长率降低,热稳定性和耐水性都显著提高。当环氧树脂质量分数为5%时,改性水性聚氨酯涂膜的拉伸强度为17.9 MPa,断裂伸长率为231%,水接触角为86°,吸水率为3.0%,50%热失重的温度为359℃。     

WPU/PTFE复合疏水涂层的制备和表征

为提高水性聚氨酯涂料的疏水性,本文在水性聚氨酯中加入疏水性较强的聚四氟乙烯乳液,探索了聚四氟乙烯含量、偶联剂等对水性聚氨酯疏水性的改性效果。研究结果表明水性聚氨酯中加入硅烷偶联剂可使聚氨酯与聚四氟乙烯以任意比例互溶。当固化温度为150°,水性聚氨酯与聚四氟乙烯质量比为6∶4,3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂的质量为聚四氟乙烯的1%时,制得涂层的润湿角可达117.42°,附着力达到0级。     

有机硅改性潜固化型单组分聚氨酯的制备及性能

为提高单组分聚氨酯材料的低温柔顺性与疏水性，通过溶液聚合法，在潜固化型单组分聚氨酯预聚物中引入端羟基聚二甲基硅氧烷（PDMS-OH），制备了有机硅改性潜固化型单组分聚氨酯材料。通过红外光谱、动态力学分析和拉伸性能测试等研究方法，探讨了不同PDMS-OH添加比例对改性聚氨酯材料性能的影响。结果表明：随着PDMS-OH添加比例的升高，改性聚氨酯材料的阻尼因子升高，玻璃化转变温度向低温方向移动；虽然材料的拉伸强度有所下降，但断裂伸长率明显升高；接触角增大，吸水率下降。有机硅改性的单组分聚氨酯材料以其优异的低温柔顺性与疏水性，拓宽了材料的使用温域，改善了材料的使用条件。     

有机硅烷偶联剂改性紫外光固化超支化聚醚基水性聚氨酯的性能

采用超支化聚酯Boltorn H 20与丁二酸酐反应,制备了亲水性超支化聚酯,然后与甲基丙烯酸酯基改性的聚醚基聚氨酯预聚体和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)反应,合成了有机硅烷偶联剂改性紫外光固化聚醚基超支化水性聚氨酯(WHPU)。考察了有机硅烷偶联剂用量对WHPU的耐酸性、固化时间、凝胶质量分数、附着力、水接触角、水吸附率、乳液粒径分布及热稳定性的影响。结果表明,当IPTS与Boltorn H 20中羟基的摩尔比为6/16时,固化后的WHPU膜的凝胶质量分数为92%,在玻璃表面的附着力达到0级;与不含有机硅烷偶联剂的WHPU相比,该涂膜的水接触角和热稳定性分别提高了34°和22℃,其吸水率从13.8%降低到4.3%。     

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。     

双组分水性形状记忆聚氨酯的合成及其涂层胶应用研究

由聚己内酯二醇(PCL)和甲苯二异氰酸酯为主原料合成了端羟基水性聚氨酯,与可水分散多异氰酸酯交联剂组成双组分水性形状记忆聚氨酯(2K-WPU)涂层胶。研究了PCL相对分子质量和交联剂用量对2K-WPU薄膜的热性能、结晶性能以及对涂层织物的温敏透湿性能和耐静水压等性能的影响。结果表明,PCL相对分子质量高的2K-WPU结晶性好;选择合适的交联剂用量,可以使2K-WPU涂层织物显示较好温敏透湿性能,透湿量在35~50℃的温升范围内提高了4~8倍,耐静水压达到5 k Pa以上。     

水性聚氨酯建筑涂料的发展及改性分析

为有效解决水性聚氨酯材料存在耐水性差、机械强度低等问题,采用交联改性及复合改性方式对水性聚氨酯材料进行结构的改变,形成耐久性、相容性、力学性能更优的改性水性聚氨酯建筑涂料。利用性能测试的方式,观察改性水性聚氨酯乳液是否存在沉淀,以此判断该材料的稳定性,并利用环氧树脂(E-54)的质量分数及加料顺序对涂料的影响进行分析,结果表明:当环氧树脂E-54质量分数为6%时,乳液性能较好。