含氟二元醇改性超支化水性聚氨酯的制备与性能研究

首先合成了具有长支链结构的含氟二元醇DEFA,用DEFA部分代替小分子扩链剂合成线型聚氨酯预聚体,然后加入自制的超支化聚氨酯核HBPU-0当交联剂,最后用乙二胺扩链,合成了含氟二元醇改性超支化水性聚氨酯(FHBPU)乳液。红外测试表明DEFA已经被接入到超支化聚氨酯中。通过一系列测试表明,加入DEFA后,FHBPU的耐热性、疏水性都有所提高。随着DEFA含量的增加,乳液粒径和拉伸强度逐渐增大,断裂伸长率和吸水性下降。当DEFA占聚氨酯质量的10%时,FHBPU的综合性能较好,此时其乳液粒径为131 nm,拉伸强度为10.8 MPa,断裂伸长率为368%,24 h吸水性为5.4%。

UV固化多臂型含氟聚氨酯的制备及性能研究

采用甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)与3-氨基-1,2-丙二醇反应得到自制含氟二元醇;以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、一缩二丙三醇(DIGLYCEROL)、含氟二元醇为主要原料合成了UV固化多臂型含氟聚氨酯,采用红外光谱和核磁共振氢谱对自制含氟二元醇和聚合物进行了表征,并对聚合物涂层的水接触角、耐水性、热稳定性、硬度、力学性能等进行了测试。结果表明:含氟二元醇的引入使得涂膜的水接触角上升,耐水性提升,热稳定性提高,硬度增加。在含氟二元醇含量为8%时,涂层的综合性能最佳。

含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究

制备了具有优异拒水、拒油和易去污功能的含氟聚氨酯树脂。方法:通过自制的含氟烷基侧链的含氟二元醇扩链剂(PFDOL)、聚四氢呋喃(PTMEG)、二羟甲基丙酸(DMPA)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MD I)等原料,采用两步法制备了含氟聚氨酯树脂。结果:采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了产物的结构。经产物处理后的棉布和皮革对水的静态接触角可以分别达到145°和128°。处理后皮革的拒水性可达10级,拒油性可达8级。同时研究了PFDOL和DMPA含量对产品拒水、拒油和易去污性能的影响,发现DMPA含量为9.73%时,样品仍具有优异的拒水、拒油性能,为制备阴离子型水性含氟聚氨酯提供了基础;DMPA含量为7.2%,F含量为19.2%时,样品具有较好的易去污性能。制备的含氟聚氨酯树脂可应用于纺织品的拒水、柜油整理和易去污整理,具备工业化生产的可能。

含氟水性聚氨酯的合成及疏水性能研究

通过分子设计,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二乙醇胺(DEA)、六氟正丁醇为原料先合成端羟基含氟二元醇,然后将其作为原料制备出含氟量不同的5种水性聚氨酯(含氟量分别为0%, 2%, 4%, 6%, 8%),并采用两浸两扎工艺用含氟水性聚氨酯处理棉布.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振光谱(~1H-NMR)对端羟基含氟二元醇进行了表征、对含氟水性聚氨酯乳液特性及胶膜进行了性能测定.结果表明,随着氟含量的增加,水性聚氨酯乳胶粒径逐渐增大,乳液粘度逐渐下降;胶膜耐水性逐渐提高;当氟含量为0%~8%时,处理后的棉布水接触角由68°变为108°,提高了棉布的疏水性.

氟改性UV固化水性星型聚氨酯的合成与性能研究

以全氟辛酸(PFOA)和2-氨基2-甲基-1,3丙二醇(AMPG)自制含氟长链的二元醇(FMPG),采用HDI三聚体(HDT)和二乙醇胺(DEOA)合成了六羟基多元醇(HDPO),采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、含氟二元醇(FMPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和六羟基多元醇(HDPO)为主要原料合成了氟改性的UV固化水性星型聚氨酯(FWPU)。研究了FMPG含量对星型水性聚氨酯涂层材料性能的影响。结果表明:随着FMPG含量的增加,材料疏水性与耐水性会提高,涂层材料的耐热性也会得到进一步增强,当FMPG添加量在8%时对涂层材料的太阳光谱透过性能几乎没有影响,综合性能最佳。

端/侧氟烷基共改性水性聚氨酯的合成与性能

以二乙醇胺(DEOA)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)为单体通过迈克尔加成反应合成小分子含氟扩链剂(DEFA).再以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸丁二醇酯(CMA1044)、1,4-丁二醇(BDO)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和不同用量的DEFA为原料合成侧氟烷基改性聚氨酯预聚体(FPU);然后利用全氟己基乙醇(S104)单侧封端FPU制得端/侧氟烷基改性聚氨酯中间体(FPUF);最后利用季戊四醇(PE)交联封端FPUF,再经中和、乳化制得一系列的端/侧氟烷基共改性水性聚氨酯乳液(HBFPUF1~7).通过红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、纳米粒度仪、热重分析仪(TGA)、差式扫描量热法(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、透射电镜(TEM)以及静态接触角测量仪等对其结构和性能进行分析研究.结果表明:产物具有预期的结构.随着DEFA用量的增加,乳液稳定性降低且平均粒径增大.HBFPUF-7与HBFPUF-1相比,膜热分解50%时的温度提高18℃,玻璃化转变温度提高15.4℃,吸水率由8.25%降至2.73%,静态水接触角由92.8°提升至105.6°.XPS检测结果表明含氟链段具有明显的表面迁移行为.XRD分析表明HBFPUF中存在一定程度的结晶行为.

氟改性UV固化超支化水性聚氨酯的制备与性能研究

采用HDI三聚体(HDT)和二乙醇胺(DEOA)自制六羟基多元醇;采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、全氟己基乙基醇(TEOH-6)和三羟甲基丙烷(TMP)自制含氟二元醇;以IPDI、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、含氟二元醇、二羟甲基丁酸(DMBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端的聚氨酯,将六羟基多元醇加入到聚氨酯中,制备了氟改性UV固化超支化水性聚氨酯(FWPU)。采用光学接触角、纳米粒度仪、电子拉力机、原子力显微镜等对涂膜的结构与性能进行了测试。研究了含氟二元醇添加量对涂膜疏水性、力学性能、硬度、热稳定性等的影响。结果表明:随着含氟二元醇的加入,乳液粒径逐渐增大、分布变宽,涂膜接触角增加、吸水率大幅降低、热稳定性增强、拉伸强度大幅度增大、硬度达到4H。当含氟二元醇含量为8%时,涂膜的综合性能最佳。

氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯的合成与性能

采用甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)和二乙醇胺(DEOA)自制含氟二元醇;以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、含氟二元醇、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端线型聚氨酯;将双季戊四醇(Di-PE)加入聚氨酯体系,制备了氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯。通过红外光谱和核磁共振对聚合物进行表征,并研究了不同含氟二元醇及端羟基聚丁二烯添加量对涂膜水接触角、吸水率、热稳定性、硬度、力学性能等的影响。测试结果表明,含氟二元醇和端羟基聚丁二烯的引入使涂膜的水接触角增加,吸水率大幅降低,热稳定性增强,硬度提高。当含氟二元醇质量分数为8%,端羟基聚丁二烯质量分数为20%时,涂膜的综合性能最佳。