水性聚氨酯亲水扩链剂的研究进展

介绍了水性聚氨酯(WPU)亲水扩链剂的种类、合成方法及其对WPU性能的影响,重点对阴离子型亲水扩链剂进行了分类和介绍。综述了国内外WPU亲水扩链剂的研究现状,并对其发展前景提出了展望。     

DHPA扩链剂合成磺酸型水性聚氨酯的性能研究

合成了一种新型磺酸型扩链剂1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA),并通过红外光谱法证明了其化学结构。利用这种扩链剂与异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚多元醇等反应,制备出固含量高、热稳定性好和力学性能好的磺酸型水性聚氨酯(SWPU)乳液及薄膜。与同时合成的羧酸型水性聚氨酯(CWPU)对比发现,SWPU乳液的固体质量分数可达50%以上,而CWPU乳液固体质量分数不超过40%;SWPU乳液的粒径比CWPU小,粒径分布窄;SWPU薄膜具有更好的热稳定性和弹性模量;SWPU薄膜耐溶剂性比CWPU薄膜好,但耐水性比CWPU薄膜差。     

亲水扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

本文以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠（DHPA）为亲水扩链剂,探讨了DHPA含量的改变对水性聚氨酯乳液及其涂膜性能的影响,实验结果表明：DHPA含量在5％～7％之间可获得比较稳定的乳液;随着DHPA含量的增加,乳液的粒度变小,粒径的分散性变窄;涂膜拉伸强度增强,伸长率下降。     

高固含量水性聚氨酯的合成及工艺研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸乙二醇酯(721)、聚四氢呋喃二醇(PTHF)为基本原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和磺酸盐(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含水性聚氨酯乳液;考察了R值、聚酯/聚醚(—OH物质的量)比、DMPA、磺酸扩链剂和外乳化剂用量对乳液性能的影响。结果表明:R值为1.4,聚酯/聚醚(—OH物质的量)比为2:1,DMPA用量为1.6%,磺酸扩链剂为0.25%,外乳化剂用量为1.6%时,合成的乳液固含量可高达55%,黏度低,力学性能优异。     

二元胺扩链剂对水性聚氨酯性能影响研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇(PBA2000)为主要原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)或异佛尔酮二胺为小分子扩链剂,合成了一系列稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液。并对异佛尔酮二胺作为前扩链剂对水性聚氨酯乳液及胶膜性能进行了分析检测,结果显示,异佛尔酮二胺的引入时水性聚氨酯乳液粒径变小,粘度变大;胶膜的吸水率和溶胀率降低,由8.8%和121.2%分别降到2.7%和68.3%。拉伸强度和透光率由11.0 MPa和87.0%分别增加到30.8 MPa和90.1%。     

采用磺酸型亲水单体作为扩链剂制备水性聚氨酯的研究

以聚醚二元醇(N210)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,以自制的磺酸型亲水单体1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为扩链剂,制备了磺酸型水性聚氨酯(WPU)乳液;研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、DHPA含量对WPU乳液及其胶膜力学性能的影响,并对产物的结构进行了红外光谱(FT-lR)表征.研究结果表明,随着R值的增大,WPU乳液粘度下降,胶膜的拉伸强度和硬度增大、断裂伸长率和吸水率下降;随着DHPA含量的增加,WPU乳液的稳定性逐渐增强、粒径变小且粒径分布变窄,WPU胶膜的拉伸强度增大、断裂伸长率则呈先增后降的趋势;当R=2.0、wDHPA)=5%时,WPU的综合性能最好.     

不同二胺类后扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚、聚碳酸己二醇酯和二羟甲基丙酸等为主要原料合成了水性聚氨酯(WPU),研究了乙二胺、二乙烯三胺和异佛尔酮二胺分别作为后扩链剂对乳液稳定性和成膜物性的影响。结果表明,以异佛尔酮二胺后扩链制备的WPU综合性能较好;随着异佛尔酮二胺用量的增加,WPU乳液稳定性提高,胶膜的耐水和耐溶剂性能提高,力学性能改善,但扩链比例过高,不利于WPU综合性能的改善,在本实验条件下,适宜的扩链比例为75%。     

小分子扩链剂对水性聚氨酯胶粘剂性能的影响

采用聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)作为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)作为硬段,通过亲水扩链剂2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)在分子链上引入亲水基团.分别使用1,4-丁二醇(BDO)、乙二醇(EG)、乙二胺(EDA)为小分子扩链剂进行扩链反应,经自乳化合成水性聚氨酯胶粘剂乳液,并对水性聚氨酯乳液及胶粘剂的结构和性能...     

扩链剂对单组分阴离子型水性聚氨酯涂料性能的影响

以一缩二乙二醇(DEG)和DEG与4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)的混合物分别为扩链剂,研究了扩链剂对单组分阴离子型水性聚氨酯(WBPU)乳液粒径、乳胶膜力学性能和吸水率的影响。结果表明:以DEG和BPA的混合物为扩链剂时制得的乳液平均粒径较大,分布宽;乳胶膜的拉伸强度高,延伸率小;乳胶膜的吸水率降低,且在浸泡48 h后已基本趋于饱和。制得WBPU乳胶膜试样的拉伸强度和延伸率分别为9.09 MPa、453%;酸、碱处理后的拉伸强度和延伸率分别为7.41 MPa、8.36 MPa和479%、429%。     

硅烷偶联剂改性高固含量水性聚氨酯的合成

以聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二酯和异佛尔酮二异氰酸酯等为主要原料,以硅烷偶联剂KH550为改性剂,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和(1,3-二氨基)-丁基磺酸钠(HSJ)为亲水扩链剂,采用自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含量硅烷偶联剂改性水性聚氨酯(WPU)乳液。考察了乳化剂、扩链剂、硅烷偶联剂用量,异氰酸酯基与羟基摩尔比(R值)等对乳液和胶膜性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱、热重分析和接触角测试分析了改性前后WPU的结构。结果表明:DMPA,HSJ,乳化剂,硅烷偶联剂的质量分别占总固体质量的1.60%,0.26%,1.60%,1.50%,R值为1.20时,可得到固含量54%、黏度低、稳定性好、耐水、耐热性能优异的WPU乳液。     

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。     

用磺酸型亲水扩链剂制备高固含量聚氨酯乳液

以聚(四氢呋喃-co-氧化丙烯)二醇为软段、异佛尔酮二异氰酸酯为硬段,以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)作为亲水扩链剂,用自乳化法合成了一系列稳定的高固含量聚氨酯乳液,分析了DHPA用量对乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:所得聚氨酯乳液的粒径呈多元分布,乳胶粒子呈球形;乳液为假塑性流体;随着DHPA用量的增加,乳液平均粒径逐渐减小,粒径分布变窄,固含量不断增大,当DHPA质量分数为7%时,乳液的总固物质量分数可达61%。乳液具有较好的高、低温及贮存稳定性能。随着DHPA用量的增加,聚氨酯乳液胶膜的拉伸强度逐渐增大,扯断伸长率则先增大后减小;当DHPA质量分数为5%时胶膜的综合力学性能最佳;DHPA用量对胶膜的热稳定性没有明显影响。     

新型扩链剂及其改性水性聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能研究

以乙二胺和丙烯酸异冰片酯合成了一种带环状侧链的扩链剂,并通过红外和核磁氢谱对其结构进行了表征。用合成的扩链剂对聚氨酯丙烯酸酯进行改性,制备了一系列改性水性聚氨酯丙烯酸酯。探究了不同光引发剂（JRCure500、1173和L-TPO）对改性水性聚氨酯丙烯酸酯固化动力学的影响,发现光引发剂JRCure500具有相对较高的双键转化率和光聚合速率。研究了扩链剂用量对改性水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的粒径大小、固化膜的拉伸强度、玻璃化转变温度、吸水率和热失重等方面的影响。研究结果表明：随着扩链剂用量的增加,乳液的粒径逐渐增大,固化膜的拉伸强度逐渐增大,玻璃化转变温度逐步提高,吸水率逐渐降低,最大热失重速率的温度逐渐降低。     

水性聚氨酯用磺酸型扩链剂的制备与性能研究

以乙二胺与2-氯乙基磺酸钠为原料,优化合成条件为氢氧化钠调节反应液pH为10,2-氯乙基磺酸钠采用滴加的方式,以无水乙醇判断反应终点,合成了水性聚氨酯用磺酸型扩链剂N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸钠。采用红外光谱、核磁氢谱、核磁碳谱、X射线衍射、元素分析等手段对产物进行了表征和结构分析,结果表明:以本文所述方法制得的产物提纯后纯度可达98.2%,作为亲水扩链剂可成功制备出高固含量低黏度的磺酸型水性聚氨酯分散液。     

扩链剂对水性聚氨酯和聚脲的性能的影响

聚氨酯和聚脲乳液是以二月桂酸二丁基锡作催化剂，由2，4或2，6-甲苯二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸在75～80℃下反应3h合成的。用联氨或乙二胺作扩链剂生成聚脲，用乙二醇生成聚氨酯。以联氨或乙二胺扩链时，预聚物的分散在扩链反应前进行；以乙二醇扩链时则相反。丙酮在分散过程中的效果不明显。测定了不同软段和-NCO／-OH比值下，膜的力学性能、在木材表面的涂层特性以及附着力。     

磺酸基/羧基复合型水性聚氨酯研究进展

综述了目前国内外磺酸基/羧基复合型水性聚氨酯合成的研究进展,涉及在聚氨酯硬段中引入磺酸基/羧基(分开引入或同时引入)以及软段中引入磺酸基(磺化聚醚型软段及磺化聚酯型软段)/硬段引入羧基等途径并分析了该领域研究发展前景。     

亲水扩链剂含量对磺酸型高固含量聚氨酯乳液及胶膜性能的影响

以聚(四氢呋喃-co-氧化丙烯)二醇(Ng210)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以1,2-二羟基-3-丙磺酸钠(DHPA)为亲水扩链剂制得了高固含量聚氨酯乳液.分析了DHPA含量对乳液及胶膜性能的影响.结果表明:随着DHPA含量的增大,胶粒平均粒径逐渐减小,多分散性变窄,固含量不断增大.当DHPA含量为6%时,乳液的固含量最高达59%.;随着DHPA含量的继续增大,胶膜的拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率先增大后减小,而胶膜的热稳定性没有明显变化.     

聚氨酯扩链交联剂

扩链交联剂能提高聚氨酯制品的综合性能，改善生产工艺，提高制品合格率和生产效率，简要介绍了聚氨酯扩链交联剂的品种，性能，应用情况及一些典型产品的制备工艺。     

含硫扩链剂改性水性聚氨酯的制备及其性能

以2-巯基乙醇(2-ME)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为原料,通过巯基-烯"点击"反应合成了含硫二元醇ME-HEA。并以其为扩链剂,与聚氧化丙烯二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等合成系列含硫水性聚氨酯(SWPU)。采用纳米粒度仪、红外光谱仪、电子拉力机等对乳液的粒径、胶膜的热性能、力学性能以及耐水性进行了分析。结果表明:随着ME-HEA质量分数的增加,SWPU胶膜的耐热性能和力学性能有明显的提升。当ME-HEA质量分数为4.3%时,乳液粒径为41.7 nm,胶膜拉伸强度和断裂伸长率分别为34.3 MPa和911.2%,在120℃热氧降解处理后的拉伸强度为处理前的拉伸强度的90.09%,有较好的耐热氧降解性能。     

阳离子水性聚氨酯研究进展

详细阐述了阳离子水性聚氨酯的合成机理与合成工艺，分析了影响阳离子水性聚氨酯性能的因素，如亲水扩链剂、NCO／OH比和中和度等。并对阳离子水性聚氨酯在皮革涂饰、涂料、胶粘剂和纺织等领域的应用作了介绍。