非离子型水性环氧-聚氨酯乳液的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG)、环氧树脂E-51为主要原料,合成了聚氨酯预聚体接枝改性的环氧树脂,并以改性环氧树脂作为乳化剂,乳化环氧树脂E-51,通过相反转法制备了纳米级的非离子型水性环氧-聚氨酯乳液。采用红外光谱(FT-IR)对改性环氧树脂进行结构表征,通过纳米粒度分析仪和透射电镜(TEM)研究了乳液的粒径和形貌,同时研究了PEG相对分子质量和聚氨酯预聚体用量对乳液稳定性、粒径的影响。结果表明:当PEG相对分子质量为6 000,聚氨酯预聚体含量为20%时,制备的水性环氧-聚氨酯乳液的综合性能最佳,此时所制备乳液稳定性好,粒径小于150 nm。     

封闭型聚氨酯-环氧树脂复合乳液的合成及其防腐性能研究

采用二乙醇胺对双酚A型环氧树脂进行开环,再以甲乙酮肟为封闭剂,对聚氨酯预聚体的端—NCO基进行部分封闭,再结合开环后的环氧树脂,合成了一种稳定性良好、防腐性能优异的封闭型聚氨酯-环氧树脂复合乳液。研究了环氧树脂开环剂、聚氨酯预聚体的封闭程度以及环氧树脂用量对乳液和涂膜性能的影响,通过电化学方法和浸泡腐蚀实验研究了涂膜的防腐性能。结果表明:开环后的环氧树脂能显著提高乳液的稳定性,而耐腐蚀性变化不大;聚氨酯预聚体封闭程度为40%~43%时聚合物的交联度合适,乳液性能优异;随着环氧树脂用量增加,乳液粒径先减小后增大,涂膜防腐性能逐渐提高,且远优于非封闭型聚氨酯-环氧树脂成膜体系;环氧树脂用量可达24%左右。     

含磷丙烯酸酯聚氨酯乳液的合成及其性能研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)及丙烯酸β-羟乙酯(HEA)为主要原料合成水性聚氨酯(PU)大单体,得到HEA封端的聚氨酯,加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)、磷酸酯功能单体等单体,以半连续乳液聚合法合成了水性含磷丙烯酸酯聚氨酯(P-PUA)。考察了DMPA用量、引发剂用量、丙烯酸磷酸酯单体用量、MMA用量对乳液和涂膜性能的影响。结果表明:DPMA用量、引发剂用量、丙烯酸磷酸酯单体用量、MMA用量分别为预聚体总量6.0%、3.0%~3.5%、5.0%、15.0%时,得到综合性能良好的P-PUA乳液,制得的涂膜附着力1级,涂膜耐水时间550 h,无闪蚀现象。     

环氧树脂-水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的研究

以IPD I、聚醚、BDO、DMPA等为原料合成水性聚氨酯分散体,再加入MMA和引发剂,采用核壳乳液聚合法制备脂肪族水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。引入小分子交联剂三羟甲基丙烷(TMP)和环氧树脂E-20进行多重交联改性。用傅立叶红外光谱(FTIR)对树脂结构进行了分析。讨论了n(NCO)/n(OH)比值、环氧树脂E-20、TMP、MMA添加量对乳液性能的影响。研究发现,当n(NCO)/n(OH)=(1.3~1.4)∶1、E-20质量分数为3%~5%、TMP为1%~3%、MMA为20%~30%时,所制备的PUA乳液综合性能较好。     

非离子型聚氨酯-丙烯酸酯复合细乳液的研究

首先通过异佛尔酮二异氰酸酯与聚醚多元醇缩聚,以1,4-丁二醇为扩链剂制得—NCO为端基的非离子型聚氨酯(PU)预聚体大分子,然后分别用乙醇和丙烯酸羟乙酯(HEA)对其封端。经细乳液聚合法与甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚得到聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。结果显示:当细乳化时间为5min、细乳化转速为14000r/min以上时,制备出的细乳液较为稳定;随着PU预聚体用量和分子量的增加,聚合反应速率和最终单体转化率都有所下降;并且HEA封端的PU预聚体与MMA和BA形成了交联网络结构。     

聚氨酯-环氧树脂复合体系的制备及性能研究

利用甲苯二异氰酸酯（TDI）与聚醚多元醇N-330及聚四氢呋喃二元醇（PF-15）为原料,制得了结构不同的聚氨酯预聚体。进一步将其与环氧树脂（E-51与E-20）进行接枝反应,最后加入固化剂双氰胺,制成了一系列环氧树脂-聚氨酯（EPR-PU）复合体系。详细考察了环氧树脂与聚氨酯预聚体的结构及用量、触变剂白碳黑的用量对EPR-PU体系性能的影响。结果表明,当原料组成的质量比为m（E-51）∶m（E-20）∶m（PU-D）∶m（PU-A）=3∶2∶0.06∶0.54时,所得EPR-PU体系同时具有较高的剪切、剥离及断裂强度。     

水性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI),聚醚二元醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)反应得到异氰酸根封端的聚氨酯,并用丙烯酸羟丙酯(HPA)对其部分封端得到双键封端的聚氨酯预聚体,加入甲基丙烯酸甲酯(MMA),使其与聚氨酯预聚体自由基聚合以制得聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)共聚乳液。研究了PUA薄膜的力学性能和玻璃化温度,发现加入MMA可以使薄膜的拉伸强度提高,玻璃化温度有两个,分别为-43. 32℃和123. 37℃。最后,将PUA杂化薄膜的拉伸强度和PUA共聚薄膜的拉伸强度进行比较,发现PUA共聚薄膜的拉伸强度在MMA含量10%-40%范围内明显强于PUA杂化薄膜。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。     

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。     

环氧改性蓖麻油基WPUA纸张施胶剂的研究

以蓖麻油和IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)溶于St(苯乙烯)、BA(丙烯酸丁酯)中制备聚氨酯预聚体,再以MDEA(N-甲基-二乙醇胺)和BDO(1,4-丁二醇)扩链,后用环氧树脂E-44为改性剂,制得EWPUA(环氧树脂改性蓖麻油基阳离子型水性聚氨酯-丙烯酸酯)复合乳液。研究结果表明:环氧基成功地引入到聚合物分子链中;当w(E-44)=4%时,EWPUA乳液具有优异的表面施胶性能。以w(EWPUA)=1%进行表面施胶,纸张施胶度达54 s,抗张强度增加至33.4 N/mm~2,耐破度由89 kPa增加至166 kPa,接触角由82°增加至128°,拉伸强度由5.08 MPa增加至8.86 MPa。     

聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯核壳乳液的制备研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)和二羟甲基丙酸(DMPA)等为原料,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为活性稀释剂,合成阴离子聚氨酯乳液(WPU),并进一步在WPU乳液存在下进行MMA单体的乳液聚合,制得了聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯核壳乳液(PUA)。通过透射电镜分析证明了核壳结构的存在,讨论了MMA、PPG、N-甲基吡咯烷酮(NMP)含量对乳液性能的影响。结果表明,MMA和PPG-400用量增加,并适量使用NMP溶剂,可有效改善WPU涂膜硬度及耐水性。     

含硅聚氨酯改性水性环氧固化剂的制备与性能

以聚醚二元醇(N210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、羟基硅油为原料,合成了异氰酸酯基封端的含硅聚氨酯预聚体(PU-Si),再以PU-Si、环氧树脂E-51、丁基缩水甘油醚单封端的四乙烯五胺(TEPA-660a)为主要原料,制备了含硅聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂,将制得的环氧树脂固化剂与环氧树脂E-51混和制得固化膜。用FTIR、TEM、SEM、TG和水接触角测试仪对聚合物的结构与性能进行了表征与测试,并考察了PU-Si含量对固化剂乳化性能、固化膜力学性能、热性能、断面形貌及吸水率的影响。结果表明:当固化膜中PU-Si的质量分数达到18%时,固化膜的综合性能最佳,此时冲击强度为22.45 k J/m~2,拉伸强度为44.7 MPa,热失重5%和50%时的温度分别为205.0和373.8℃,水接触角为96.8°,吸水率仅1.35%,与纯环氧树脂固化膜相比,其柔韧性、耐热性、耐水性等性能均有显著提高。     

环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯的合成研究

用环氧树脂E-44和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯(WPU),丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳,HEA为核壳之间桥连的核壳交联型PUA复合乳液.这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强,丙烯酸酯的耐水和耐候性好,环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点.实验研究结果表明:随着环氧树脂E-44和MMA添加量增大,胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高,胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低.当环氧E-44含量为4%,MMA含量为20%～30%时综合性能较好.     

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。     

交联剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯木器涂料性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)等为原料通过种子乳液聚合制得了水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液,进一步配制成木器用水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料.分别采用三羟甲基丙烷(TMP)和环氧树脂E-20作为内交联剂对聚合物进行改性.通过设计一系列配方,考察了两者对水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料性能的影响.研究表明:在设计实验条件下,TMP对漆膜耐水、耐醇、耐污染性能改善效果不好,而E-20对漆膜各方而性能有显著提高.用5%～8%E-20改性的涂料性能能满足木器涂料的要求.     

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。     

环氧树脂/氨丙基硅氧烷复合改性水性聚氨酯

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG-1 000)和二羟甲基丙酸(DMPA)为基础单体预先合成聚氨酯预聚体;采用二乙醇胺开环环氧树脂、氨丙基硅氧烷复合改性制备水性聚氨酯乳液。分别研究了环氧树脂、氨丙基硅氧烷用量对乳液及其涂膜性能的影响,通过傅里叶红外光谱仪、马尔文激光粒度仪和热重分析等方法对乳液及涂膜性能进行了表征。结果表明:当环氧树脂用量为5.6%、氨丙基硅氧烷用量为3%时,制备的水性聚氨酯乳液稳定性好,涂膜附着力为1级,铅笔硬度可达2 H,耐水及耐热性能明显提高。     

复合改性水性聚氨酯乳液的合成及表征

以甲苯二异氰酸酯(TD I)、聚醚二元醇(N220)、1,4-丁二醇(BDO)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用丙酮法合成了水性聚氨酯(WPU)分散体。在此基础上,采用三羟甲基丙烷(TMP)对其进行了交联改性并通过环氧树脂和丙烯酸酯对其进行共聚改性,制得了以丙烯酸酯为核,聚氨酯为壳的核壳交联型水性聚氨酯分散体。通过乳液粒度、黏度和涂膜的耐水性和硬度、接触角等分析以及透射电镜观测研究了二羟甲基丙酸(DM-PA)、TMP、环氧树脂以及MMA用量对水性聚氨酯涂膜耐水性等性能的影响,确定了最佳物料配比。结果表明,当DMPA、E-20、TMP和MMA在聚氨酯水性分散体中的质量分数分别为7.5%、6%、1%和20%时,合成的水性聚氨酯乳液平均粒径80 nm,黏度适中,胶膜的物理力学性能较好,耐水性提高。     

含氟硅聚氨酯预聚物改性环氧树脂的制备及性能研究

为提高环氧树脂的性能,采用含氟硅聚氨酯预聚体(FSPUP)为改性剂对环氧树脂进行了改性研究。对1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(D_3F)进行开环聚合,合成了羟基氟硅油;使用3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷(SCA-603)对其封端,制得氨基氟硅油;再使用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇和氨基氟硅油进行反应,制得异氰酸基团封端的含氟硅聚氨酯预聚物。以制备的聚氨酯预聚物与环氧树脂(E-51)合成改性环氧树脂(FSPUP/EP),并用FT-IR表征,研究了FSPUF的加入量对改性环氧树脂体系力学性能的影响。通过动态热机械分析(DMA)研究了FSPUP/EP固化物的阻尼性能,用TG研究了FSPUP/EP的耐热性能。结果表明:随着FSPUP的加入,改性环氧树脂的力学性能、阻尼性能和耐热性能都获得了很大提高。     

国内期刊荟萃

有机硅-聚氨酯-环氧树脂三元共聚物的合成及表面性能研究李永清等.化工新型材料,2003,31(10):28有机硅改性聚合物具有低表面张力、良好的防污性和耐候性,在自清洁材料、防污涂料等方面具有广阔的应用前景。本文以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇为主要原料制得—NCO封端的预聚体,并按一定比例和环氧树脂E-51混合均匀;另用3-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂550)、八甲基环四硅氧烷(D4)合成一系列相对分子质量不同的氨丙基聚硅氧烷,利用多元胺作固化剂,合成一系列氨丙基聚硅氧烷改性聚氨酯/环氧共聚物。测试了其力学性能、表面接触角…