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。

亲水扩链剂对水性聚氨酯性能的影响

以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂，探讨了DMPA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，DMPA含量在5％～7％之间可获得比较稳定的乳液；随着DMPA含量的增加，乳液的粒径变小，粒径的分散性变窄；涂膜拉伸强度增强，伸长率下降．

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。

蓖麻油基羧酸型聚氨酯亲水扩链剂的制备与应用

通过蓖麻油与3-巯基丙酸间的巯基-烯点击反应合成了一种蓖麻油基多元羧酸(MCO),并将其作为亲水扩链剂与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和蓖麻油共聚制备了一系列羧基含量不同的蓖麻油基水性聚氨酯树脂(COPU)。用核磁氢谱(1H NMR)和核磁碳谱(13C NMR)确认了蓖麻油基亲水扩链剂的结构;采用红外光谱(FT-IR)对MCO及COPU的结构进行分析;并采用摆杆硬度测试、吸水率测试、示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对聚氨酯涂膜的机械性能和物理性能进行表征。结果表明:随着亲水基团含量的增加,涂膜的硬度逐渐降低、吸水率逐渐增大,对玻璃化转变温度(T g)及耐热性能影响不明显。水性聚氨酯涂膜浸泡192 h后不泛白,不开裂,吸水率仅为6.52%,有较好的耐水性。

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。

用磺酸型低聚酯二元醇亲水扩链剂制备水性聚氨酯

以聚氧化丙烯二醇(PPG)为软段、甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段和磺酸型低聚酯二元醇(DPSA)为亲水扩链剂,采用自乳化法合成了系列高固含量的稳定WPU(水性聚氨酯)微乳液。研究结果表明:该WPU微乳液的粒子呈椭圆状,其粒径呈多元分布,并且该微乳液具有假塑性流体的特征;随着DPSA含量的不断增加,WPU微乳液的粒径逐渐减小、粒径分布变窄且固含量增大;当w(DPSA)=8%时,WPU微乳液的固含量高达56%,并且其低温稳定性、高温稳定性和储存稳定性俱佳。

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。

亲水扩链剂含量对HMDI型水性聚氨酯性能的影响

采用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水扩链剂、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)作为异氰酸酯组分、聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG)作为多元醇组分,合成了水性聚氨酯(WPU)。通过FTIR红外光谱、黏度测定、拉伸试验、吸水率测定和接触角测定等测试,研究了亲水扩链剂含量对HMDI型水性聚氨酯的乳液性能、力学性能及耐水性能的影响。研究结果表明,当亲水扩链剂含量由4.0%增加至6.0%,水性聚氨酯乳液的黏度明显增大,弹性膜的拉伸强度、模量和吸水率也显著增大,而断裂伸长率、浸泡1 h拉伸强度保持率和接触角呈逐渐减小趋势。当亲水扩链剂含量为5%时,水性聚氨酯乳液的黏度为112 m Pa·s,弹性膜的模量、拉伸强度和断裂伸长率分别为1.84 MPa、13.17 MPa和1 027%,水性聚氨酯弹性膜具有较低的模量以及较好的力学性能和耐水性能。

不同阴离子亲水扩链剂合成的水性聚氨酯性能比较

以二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、二羟基磺酸盐(GS-7Q)为亲水扩链剂,采用单因素法合成一系列阴离子水性聚氨酯。通过比较乳液的粒径以及胶膜的耐水性、热稳定性、机械性能等,研究了不同的亲水扩链剂对合成的水性聚氨酯性能的影响。结果表明:DMBA作为亲水扩链剂合成水性聚氨酯(WPUB)相比于DMPA合成的水性聚氨酯(WPUP)反应时间缩短40%;获得稳定的水性聚氨酯乳液时,GS-7Q的用量比DMPA更少,仅需8%(扩链剂占所有—OH摩尔分数)即可维持乳液稳定。DMBA合成的水性聚氨酯的粒径较DMPA型的更细,其薄膜低温柔顺性更好; GS-7Q磺酸型水性聚氨酯(WPUH)薄膜的拉伸强度是羧酸型的4倍,耐热性能优于羧酸型水性聚氨酯,但低温柔顺性却不如羧酸型水性聚氨酯(WPUB,WPUP)。

亲水扩链剂对超支化水性聚氨酯皮革涂饰剂成膜性能的影响

超支化聚氨酯具有粘度低、溶解能力增强、成膜性能好、良好的耐水性、热稳定性、物理机械性能等优点,所以在理论和应用上超支化聚氨酯逐渐成为皮革涂饰领域研究的热点。首先,以二乙醇胺(DEA)和丁二酸酐为原料,甲醇为溶剂,合成一种新型羧酸型亲水单体(DMCA),优化得到DMCA的最佳条件为温度0℃,n(DEA)∶n(丁二酸酐)=1∶1.2,时间为80 min,甲醇用量为300 m L/mol(DEA),在最佳条件下DMCA的转化率为86.18%。采用红外(FT-IR)、核磁(1H NMR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、元素分析等手段对DMCA进行结构和性能的表征。其次,以DEA、丙烯酸甲酯(MA)、三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料,甲醇为溶剂,采用有核"一步法"制备端羟基超支化聚合物(HPAE)。最后,以一代端羟基超支化聚合物为代表,将其与聚四氢呋喃(PTMG,Mn=1 000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇为主要原料,使用羧酸型单体二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、自制羧酸型单体(DMCA)为亲水扩链剂分别合成3种超支化水性聚氨酯皮革涂饰剂。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、乳液粒径、热重(TG)、示差热分析(DSC)等现代仪器对3种涂饰剂结构和性质进行表征,并对3种薄膜的物理机械性能、薄膜接触角、耐热耐水耐溶剂性能进行对比研究。

水性聚氨酯亲水性扩链剂的研究进展

水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用,而扩链剂是合成聚氨酯的一种关键原料。在扩链剂上引入某些特征基团就会对聚氨酯的性能产生一定的影响,亲水性扩链剂可以使水性聚氨酯具有良好的分散性或自乳化性能。羧酸型和磺酸型亲水扩链剂是目前使用较为普遍的阴离子型亲水扩链剂材料。该文简述了扩链剂的定义、作用以及亲水性扩链剂的种类,综述了羧酸型和磺酸型亲水扩链剂的研究进展,详细分析了磺酸型水性聚氨酯的高耐水性、高柔软性,高固含量等性能以及相比于羧酸型水性聚氨酯在各方面性能上的优势。文中还简述了非离子型亲水扩链剂和两性亲水扩链剂的研究进展,并就成本、合成路线及环保方面对亲水性扩链剂的发展趋势作了展望。

基于羧酸型扩链剂超支化水性聚氨酯的合成和表征

以二乙醇胺(DEA)和丁二酸酐为原料,甲醇为溶剂,合成一种新型羧酸型亲水单体N,N-二羟乙基-2-氨基丙酸(DMCA),优化得到DMCA的最佳条件为:冰水浴0℃,n(DEA)∶n(丁二酸酐)为1∶1.2,时间为80 min,甲醇用量为300 m L/mol(DEA),在最佳条件下DMCA的转化率为86.18%。采用红外(FTIR)、核磁(1H NMR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)、元素分析等手段对DMCA进行结构和性能的表征。以DMCA作为亲水扩链剂制备超支化水性聚氨酯DMCA-HWPU,其性能检测结果表明,DMCA-HWPU为非结晶性体系,其乳液呈乳白色泛蓝光,无沉淀,乳液稳定性高,并且具有很好的热稳定性。

HDI固化剂蒸馏残液制备水性聚氨酯

为解决六亚甲基二异氰酸酯(HDI)固化剂生产废弃物回收利用的问题,以HDI固化剂蒸馏残液、聚四氢呋喃二醇(PTMEG)、亲水扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)、一元醇/多元醇、多元胺等原料合成水性聚氨酯树脂。研究了一元醇的种类、多元醇和多元胺的种类及官能度对预聚体黏度、乳液稳定性、漆膜耐水性及力学性能影响。研究发现,先采用庚醇将多官能度的HDI固化剂蒸馏残液部分NCO封端有利于制备低黏度预聚体,以壬二醇和三羟甲基丙烷作为前段扩链交联剂,三乙烯四胺作为后段交联剂制备的水性聚氨酯漆膜性能最好。

新型液态磺酸型扩链剂及其水性聚氨酯的合成与表征

合成了一种新型液态磺酸型扩链剂1，2-二羟基-3-丙磺酸（DHPS），通过红外光谱、质谱等方法证明了其化学结构，并用其与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚醚多元醇及不同成盐剂反应制备了磺酸型水性聚氨酯（SWPU），并对乳液进行了表征。结果表明，所制得的SWPU乳液的粒径较小，平均粒径约25—30nm，粒径分布窄；SWPU乳液的临界固含量Sη均较高，其中NaOH成盐的SWPU的Sη高达63％。

聚乳酸基水性聚氨酯的制备及其在合成革中的应用研究

以聚乳酸二元醇(PLA⁃OH)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为原料,2,2⁃二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水扩链剂合成了亲水扩链剂含量不同的聚乳酸(PLA)基水性聚氨酯(PLA⁃WPU)乳液,制备了PLA⁃WPU胶膜和超细纤维合成革。结果表明,随DMBA含量的增加,PLA⁃WPU乳液粒径减小、固含量增大,PLA⁃WPU超细纤维合成革拉伸强度和最大负荷增大,水接触角减小。当DMBA含量为5.5%时,PLA⁃WPU乳液固含量达到35.4%,粒径为196.37 nm,PLA⁃WPU超细纤维合成革的拉伸强度提高到29.9 MPa,约为超细纤维基布的1.7倍,水接触角降低到73°。

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。

水乳型PU皮革涂饰剂的研究

本研究用α，α′—二羟甲基丙酸和Ｎ，Ｎ—二羟乙基对苯甲酸酰胺两种分子结构差异较大的阴离子扩链剂，制备出一系列水乳型聚氨酯，探讨了所用亲水性扩链剂的结构对制备的水乳型聚氨酯贮存稳定性和成膜物耐水性等的影响。

亲水单体质量比对阴/非离子型水性聚氨酯及其油墨性能的影响

传统的自乳化型羧酸类水性聚氨酯乳液对电解质溶液非常敏感,制约了其在涂料、油墨等领域的应用。为提高聚氨酯乳液的电解质稳定性,本研究使用一定量的具有聚氧乙烯基醚结构的亲水单体Ymer N120,部分取代羧酸型亲水单体二羟甲基丁酸(DMBA),通过调节DMBA与Ymer N120的质量比,制备了系列阴/非离子型水性聚氨酯(WYPU),研究了Ymer N120/DMBA质量比对乳液及其水性油墨性能的影响。研究结果表明:Ymer N120/DMBA比值的增大,提高了WYPU胶膜的柔顺性,降低了其玻璃化转变温度(Tg),以及乳液的极性和内聚能,因而提高了WYPU在双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜表面的附着力。同时Ymer N120的助乳化作用赋予乳液良好的高温稳定性和优异的Ca2+稳定性:当Ymer N120用量12%(质量分数),Ymer N120/DMBA质量比为12∶2时,制备得到的WYPU的Ca2+稳定性高达5%,其相应水性油墨在BOPP薄膜上的附着牢度达到90%,剥离强度达到0.64N/15mm,具有较好的应用前景。

亲水基团对高固含量磺酸盐型水性聚氨酯性能的影响

以异氟尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯为主要原料,以1,4-丁二醇为小分子扩链剂,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)为亲水性扩链剂,合成了高固含量的磺酸盐型水性聚氨酯乳液(SWPU)。采用FTIR、TEM、XRD考察了AAS加料方式及扩链时间对水性聚氨酯性能的影响。结果表明,当一次性加入AAS、且扩链时间为25 min时,可得到固体质量分数高达50%的磺酸盐型水性聚氨酯乳液,乳液呈乳白色,乳胶粒都呈规则的球形结构,乳液的黏度为32 Pa.s,平均粒径为166.9 nm,薄膜的摆杆硬度为0.51,XRD中曲线在2θ=21.3°、22.34°、24.24°处均出现了尖锐的衍射峰,分析表明所得产物的乳胶膜具有明显的结晶特性。

水性聚氨酯皮革涂饰剂的合成

以聚四氢呋喃醚和异佛尔酮二异氰酸酯为原料,在预聚反应中引入二羟甲基丙酸亲水扩链荆,以三乙胺为中和剂,采用内乳化法合成了阴离子型水性聚氨酯皮革涂饰剂。研究了NCO/OH摩尔比、DMPA引入量、乙二胺用量、封端荆正丁醇用量和存放时间对涂饰剂及膜性能的影响。