荧光水性聚氨酯纸张表面施胶剂的制备及应用

以自制5,7-二羟基-4-甲基香豆素（DHMC）为水性聚氨酯荧光增白改性剂,制备了一系列荧光水性聚氨酯（FWPU）乳液,采用FTIR、¹H NMR、DLS和荧光光谱等对荧光水性聚氨酯进行了结构表征和性能测试。将制备得到的荧光水性聚氨酯应用于纸张表面施胶,研究探讨了荧光水性聚氨酯乳液对纸张表面施胶性能的影响。FTIR、¹H NMR分析表明,DHMC已被引入到FWPU分子链中;当w（DHMC）=0.6%时,FWPU乳液粒径为86.17 nm,荧光强度最强为40220.44 a.u.（1 a.u.=27.2114 eV）。FWPU乳液具有良好的纸张表面施胶性能,纸张施胶度51.92 s,白度77.93%。     

松香基荧光水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、丙烯酸松香加成物与甲基丙烯酸2-羟乙酯酯化物（RAG）为原料,二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂,5,7-二羟基-4-甲基香豆素（DHMC）为荧光扩链剂,成功制备了稳定性好的松香基荧光水性聚氨酯乳液（FWPU）。采用核磁共振氢谱、红外光谱、紫外光谱等对FWPU进行了结构表征,探讨了DHMC用量、猝灭剂1,4-对苯二酚（HQ）对FWPU荧光性能的影响,测试了聚氨酯膜的紫外防护性能。结果表明,DHMC成功接枝到聚氨酯主链上,随着其用量的增加,FWPU的荧光强度逐渐增大,用量为1%时荧光强度最大（达5002）;相比于DHMC,FWPU的荧光强度明显增大;HQ对FWPU荧光猝灭效果明显。加入DHMC,聚氨酯的紫外线防护系数从6.86增加到12.27,紫外防护性能得到改善,耐水性也有一定的提高。     

用于高得率浆纸张增白的二苯乙烯型水性聚氨酯荧光乳液的合成及其性能

为了改善二苯乙烯型荧光增白剂的光异构现象及在高得率浆纸表面的吸附性，以三聚氯氰为交联单体，将4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、乙醇胺和对氨基苯磺酸依次引入同一个分子中制得荧光单体（SFBs），进一步将其作为扩链剂制备了二苯乙烯型水性聚氨酯荧光(SWPU)乳液。采用¹H NMR、FTIR、UV-vis、荧光光谱、乳液粒径分析仪和稳定性分析仪等对所制备的荧光单体和乳液的结构和性能进行表征，最后其SWPU乳液用于高得率（杨木化机浆APMP）纸张表面施胶，通过紫外光加速老化试验对比了空白纸样和经SWPU乳液涂布后纸样的白度值，通过抗张强度检测、纸样吸水性Cobb值检测对比纸样的物理性能变化。结果发现，制备的二苯乙烯型水性聚氨酯荧光乳液粒径分布窄，平均粒径为66.78nm，乳液稳定性良好，经SWPU乳液涂布后的纸样初始白度比空白纸样增加了15.6%(ISO)；经48h光老化处理，空白纸样白度降低了17.56%(ISO)，而涂布纸样的白度只降低了13.39%(ISO)；另外，涂布后纸样的抗张强度增大，Cobb值减小；说明制得的SWPU乳液在高得率浆纸表面有良好的吸附性，并具有一定的增白、抑制纸张返黄和提高纸张物理强度效果。     

含马来酰亚胺环水性聚氨酯纸张表面施胶剂的制备及应用

以聚酯二元醇(PCL1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺(4-HPM)为主要原料,合成了含马来酰亚胺环水性聚氨酯(MWPU)乳液,探讨了聚氨酯乳液对纸张的表面施胶性能,并优化了合成工艺条件。结果表明,当异氰酸酯指数R=1.4,w(COOH)=1.4%,w(4-HPM)=1.0%时,此时含马来酰亚胺环水性聚氨酯乳液具有优异的表面施胶性能。以质量分数为2%的含马来酰亚胺环的水性聚氨酯乳液进行表面施胶时,纸张施胶度达64 s,抗张指数达到57 N·m/g,耐折度达82次。     

水性聚氨酯/苯丙复合乳液的合成及其在表面施胶中的应用

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为扩链剂制备了水性聚氨酯(PU)乳液,并用其与苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸羟乙酯混合单体制备了PU/苯丙(PUA)复合乳液,用傅里叶变换红外光谱表征了复合乳液的结构,考察了PU及复合乳液性能的影响因素,并研究了复合乳液的表面施胶性能.结果表明,在-NCO/-OH(摩尔比)为1.7～1.9、MDEA质量分数为10%、中和度为100%的条件下,合成了平均粒径为75 nm左右的水性PU;当反应温度为80 ℃时,PUA复合乳液呈乳白色且无凝胶产生;当BA∶ St(质量比)为1.5～2.0∶ 1.0时,PUA复合乳液的抗水性较好;当BA质量分数由30%增加到40%时,PUA复合乳液的粒径增大,粒径分布变宽;在室温下用质量分数为0.2%的PUA复合乳液对原纸进行表面施胶时,纸张的施胶度达到33%;在105 ℃下,仅需很短的熟化时间下机纸张的施胶度可达95%.     

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。     

松香基水性聚氨酯施胶剂的制备及其应用

以马来松香、聚乙二醇和2,4-甲苯二异氰酸酯为主要原料,以酒石酸为亲水单体,KH550作封端剂和改性剂,制备仿中性高分散松香化聚氨酯施胶剂。借助水性聚氨酯乳液,无需像其他松香胶还额外加入其他乳化剂如司盘、吐温等系列;制备的水性松香基聚氨酯乳液可直接自身离子化,形成高分散乳液。针对乳液和纸张进行FT-红外光谱、SEM等结构表征。结果表明,KH550已接枝到WPU体系中,乳剂稳定性良好,纸张拒水性显着提高。借用阴离子水性聚氨酯,可以实现松香胶浆内施胶和表面施胶双重应用。     

含氟水性聚氨酯的制备及其性能研究

采用八氟戊醇(F8)改性水性聚氨酯,制备了含氟水性聚氨酯(FWPU),并且通过红外光谱对FWPU的结构进行了表征。研究了F8含量对FWPU乳液及其涂膜的影响。研究表明,F8的加入,明显提高了涂膜的耐水性能。当F8含量为8%时,涂膜的吸水率从未改性的12.2%减少到3.1%,接触角从80°提高到108°。乳液粒径先增大后减少,当F8含量为4%时,乳液粒径最大,达到157 nm。TGA测试结果表明,改性后的FWPU涂膜热稳定性有所提高。     

聚氨酯-聚丙烯酰胺复合荧光水凝胶的合成及其性能

以不同相对分子质量聚乙二醇为软段,引入N,N-二羟乙基苯胺-?-三联吡啶(TPPDA)荧光分子,原位聚合制备了3种荧光水性聚氨酯(FWPU1~3);将丙烯酰胺(AM)引入FWPU中,制备了一系列不同AM添加量的聚氨酯-聚丙烯酰胺复合荧光水凝胶(FWPUH1~6)。采用FTIR、固体紫外吸收和荧光光谱表征了TPPDA和复合荧光水凝胶的结构及荧光性能。结果表明,相比TPPDA,复合荧光水凝胶的主要紫外吸收峰发生红移,最大荧光发射波长蓝移,荧光发射强度明显增强;且随着软段PEG相对分子质量的增大以及AM加入量的增加,样品的荧光强度增大。FWPU3和AM质量比为5∶4(FWPUH6)时,水凝胶荧光强度最大,与TPPDA相比,荧光强度增加约9.5倍,荧光量子产率也提升了近56%;FWPUH3达到最大平衡溶胀比,为9.95;FWPUH2的压缩强度最大(0.70 MPa);FWPUH2和FWPUH5的软段玻璃化转变温度和硬段玻璃化转变温度分别为–32.1、–46.0℃和96.5、105.7℃。     

聚合物结构对阳离子含氟PUA中性施胶剂的影响

研究了阳离子含氟聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA)中性施胶剂的制备和应用,重点分析了亲水单体、聚丙烯酸酯、含氟丙烯酸酯对阳离子含氟PUA中性施胶剂应用效果和产品稳定性的影响,并用红外光谱(FTIR)和核磁共振氟谱(19F- NMR)对其结构进行了表征.结果表明,当用量为0.8％时,纸张的施胶度大于36.70s;乳液的ξ...     

全氟烷基侧链改性阳离子水性聚氨酯的制备与应用研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)、1,4-丁二醇(BDO)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料,通过全氟乙基辛醇(FEOH)封端改性,制备了含全氟烷基侧链的阳离子含氟水性聚氨酯乳液。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)对其结构与膜性能进行了表征,并且将其作为纸张防水防油剂用于表面施胶,对处理后纸张表面的水和液体石蜡接触角及纤维形态进行了研究。结果表明,聚氨酯分子链中的全氟烷基成膜时产生了较大取向作用,含氟基团向空气/聚合物界面伸展,有明显的"趋表"现象,这有利于形成低能表面,对聚合物内部分子形成了很好的保护作用,使涂膜具有较高的耐热降解性能。当表面施胶质量分数为0.3%时,纸张即可达到优异的防水防油效果,水接触角达到134.7°,液体石蜡接触角达到119.2°。     

无溶剂含氟聚氨酯丙烯酸酯表面施胶剂的合成及性能

以丙烯酸单体为溶剂,利用聚己内酯二元醇(PCL1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)、三羟甲基丙烷(TMP)合成水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA),WPUA中引入十三氟辛醇(FOH),制备无VOC溶剂自交联含氟聚氨酯丙烯酸酯(WFPUA)复合乳液。加入后扩链剂乙二胺基乙磺酸钠(AAS)可提高预聚体自乳化能力,降低乳胶粒粒径,提升WFPUA稳定性。研究了表面施胶后纸张的表面形态、防水防油、耐破度、撕裂度及抗张强度等性能。结果表明:聚合物在施胶后纸张表面纤维上成膜,纸张表面空隙减少;纸张与水和二碘甲烷接触角达到136.1°和105.3°;施胶后纸张耐破度达到266 k Pa,撕裂度达到732 m N,干湿抗张强度指数达到5.1 N·m/g和53 N·m/g,可以很好地运用到特种纸的制备中。     

苯丙乳液的制备及其对纸张施胶研究

本实验采用预乳化种子乳液聚合法成功合成了一种性能优良的用于纸张施胶剂的苯丙乳液。探究了乳化剂用量及配比、反应温度、软硬单体比例、功能单体用量对苯丙乳液合成的影响,以及苯丙乳液用量对纸张性能的影响。实验结果表明,当SDS/OP-10复合乳化剂的质量分数为3.9%,反应温度为80～82℃,软硬单体比例为1∶1时,制备的苯丙乳液综合性能最好。苯丙乳液对纸张进行表面施胶后有效提高纸张的抗拉强度和抗水性,纸张施胶剂的浓度为4%时,通过表面施胶的方式,纸张的抗拉强度比原纸提高了3.18倍。     

国内期刊荟萃

水性聚氨酯-SiO2/TiO2复合涂料的制备与研究魏阳等.聚氨酯工业,2004,19(6):17采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2纳米复合微粒,将其分散在聚醚型水性聚氨酯中,制备了新型水性聚氨酯-SiO2/TiO2复合涂料。经FTIR和TEM测试表明,纳米TiO2颗粒表面成功地包覆上SiO2。在聚氨酯乳液中复合微粒粒径为60nm左右;分光光度法测试表明TiO2质量分数为20%的复合微粒在聚氨酯水乳液中具有良好的分散性能;而加入质量分数为1%的十二烷基磺酸钠后,对SiO2/TiO2纳米粉末的分散性能改善最大;力学性能测试表明加入SiO2/TiO2纳米复合微粒质量分数为0.6%时…     

4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸改性水性聚氨酯的制备及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及聚己内酯二元醇(PCL1000)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,制得了一系列水性聚氨酯预聚体。利用4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(DSD酸)作为扩链剂进行改性,得到荧光水性聚氨酯(SWPU)。采用FTIR、DLS、XRD、UV-Vis、荧光光谱、力学性能分析、热重分析对荧光聚氨酯进行了结构表征与性能测试。FTIR、DLS分析表明:DSD酸已引入到聚氨酯分子链中,随着DSD酸质量分数的增加,乳液粒径先减小后增大,当DSD酸质量分数为2%时,制备的SWPU2乳液粒径最小(44.61nm)。XRD、UV-Vis、荧光光谱结果表明:SWPU有紫外吸收且发生了红移,发出较强的蓝紫色荧光并发生浓度猝灭。与WPU相比,SWPU的力学性能及热稳定性明显提高,SWPU2荧光强度最强为434568.94 a.u.,胶膜的最大拉伸强度为48.43 MPa,断裂伸长率为389.40%;最大分解温度也由301.48℃提高到328.05℃。     

阳离子苯乙烯-丙烯酸酯微乳液表面施胶剂的制备

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为乳化剂,正戊醇为助乳化剂,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体,偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐(V-44)为引发剂,单体St/MMA/BA/MAA/DMC质量比为3.4/21.3/28.4/35.5/11.4,转速控制在180~230 r·min-1,反应温度控制在70~75℃时,得到阳离子苯乙烯-丙烯酸酯(以下简称为苯丙)微乳液,并利用红外光谱仪和差示扫描量热仪对微乳液进行了表征;粒径分析测得平均粒径为48 nm。将制得的苯丙微乳液用于纸张表面施胶后,纸张抗水性Cobb(30 s)值为16.5,抗张强度和表面强度比纸张施胶前分别增加约35.0%和40.6%。     

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。     

电子束固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能

研究了一种制备水性聚氨酯丙烯酸酯的新方法,通过在扩链剂分子结构中组装离子基团来改善亲水性,解决了聚氨酯丙烯酸酯与水难相溶的问题。采用这种方法制备了一种聚氨酯丙烯酸酯产物,使用FTIR和1H NMR对产物结构进行了表征。对产物与水的储存稳定性、黏度、电子束固化行为及固化后性能进行了研究。结果表明,分散乳液储存稳定性好,经电子束固化后性能(如硬度、附着力、光泽度、柔韧性、热稳定性)优良。     

含氟有机硅和环氧复合改性水性光固化聚氨酯乳液的研究

以三氟丙基甲基环三硅氧烷(D_3F)、八甲基环四硅氧烷(D_4)为原料,1,3-二(3-羟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(BHTS)为封端基,硅烷醇锂为引发剂,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为促进剂,采用阴离子开环聚合的方法制备双羟基含氟聚硅氧烷(PDMFS),采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)的分析方法对产物结构进行了表征和确认,并将其和环氧丙烯酸酯(EA)复合改性水性聚氨酯,对改性后的聚氨酯乳液进行一系列的结构表征分析,并测定了改性后水性聚氨酯乳液、胶膜的性能。研究发现:PDMFS和EA复合改性的聚氨酯乳液各方面性能良好,涂膜具有较高的机械强度、较好的乳液稳定性、较低的吸水率、较好的热稳定性。     

改性纳米SiO_2/含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯胶粘剂的研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性的有机化纳米SiO_2和2,2,3,4,4,4-甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)对水性聚氨酯改性,制备了改性水性聚氨酯(SiO_2/FWPU)复合胶粘剂。研究结果表明,当APTES用量为纳米SiO_2用量的50%、改性温度为35℃、反应时间为7 h,改性纳米SiO_2具有较好的改性效果,可用于WPU的改性。采用粒度分析仪、数字黏度计、拉力试验机、热重分析仪等仪器进行表征,研究了纳米SiO_2对SiO_2/FWPU的乳液性能、胶膜性能及其对非极性膜粘接性能的影响,研究发现,随着改性纳米SiO_2用量增加,乳液的稳定性降低,胶膜拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率则不断减小。纳米SiO_2可提高胶粘剂的耐热性能,使胶粘剂在高温蒸煮条件下仍有很好的粘接性能。当纳米SiO_2用量为1.0%时,SiO_2/FWPU复合胶粘剂的综合性能最好,能满足复合软包装袋的需要。