基于水性封闭型异氰酸酯固化剂的水性丙烯酸烤漆的制备及性能研究

为解决水性丙烯酸-氨基烤漆柔韧性不佳的问题,采用自制的水性封闭型异氰酸酯固化剂对其进行改性。分别对水性封闭异氰酸酯固化剂的作用机理、封闭剂选择、水性封闭固化剂的酸值进行探讨,并对复合固化剂的配比以及最终涂层的性能进行了研究。

一种水性封闭型异氰酸酯的解封温度和应用研究

对一种水性封闭型多异氰酸酯进行热失重和红外光谱分析,并采用丙酮萃取法对水性封闭型异氰酸酯和聚氨酯乳液的交联反应进行研究。结果表明,通过外推法推导出该水性封闭型多异氰酸酯解封起始温度和峰值温度约为108℃和164℃。当聚氨酯乳液中加入质量分数5%~10%的水性封闭型多异氰酸酯,且固化温度为160~180℃时,其胶膜丙酮萃取率较低,交联固化程度较高。

封闭型异氰酸酯固化剂的合成及应用

采用甲乙酮肟(MEKO)为封闭剂,与三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)反应,制备了封闭型三苯基甲烷三异氰酸酯(B-TTI)。探究了不同温度和不同时间下MEKO和TTI的反应程度。研究结果表明:50℃下MEKO与TTI的反应速率较快,封闭完成后体系内游离异氰酸根的含量降至0.05%以下,反应时间为4 h及以上时,产物储存性能较好;确定了解封温度为120℃左右,解封后会伴随着自聚反应的发生,解封后的产物可以与TTI进行快速固化反应;制备的B-TTI作为固化剂加入到TTI中,当m(B-TTI)∶m(TTI)=2∶10时,粘接效果较好,粘接强度可达4.76 MPa。

封闭型水性多异氰酸酯固化剂的制备及其性能研究

利用甲乙酮肟（MEKO）与IPDI三聚体反应并接枝聚乙二醇单甲醚（MPEG）制备了封闭型水性多异氰酸酯固化剂，采用红外光谱仪、热失质量仪和透射电镜等设备研究了该固化剂的结构、解封温度及胶束形态，同时考察了固化剂对羟基型水性聚氨酯树脂的固化效果及其混合乳液的贮存稳定性。结果表明，该水性固化剂的解封温度在95～249℃之间，最佳使用温度在160℃左右；该固化剂可明显改善羟基型水性聚氨酯膜的耐水、耐溶剂及力学性能，另外固化剂与水性聚氨酯的共混乳液具有良好的贮存稳定性。

水性封闭异氰酸酯的合成

采用混合二元酸(DBE)作为稀释剂,二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)与甲基丁酸(DMBA)发生缩聚反应,以甲乙酮肟对聚合物的活性-NCO基团进行封端,再用三乙胺中和羧酸形成铵盐增加聚合物的水溶性,制得一种封闭型水性异氰酸酯固化剂。反应的物料比为二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI):二甲基丁酸(DMBA)=20,反应温度为80℃时,反应平稳且预聚体反应充分,其-NCO值可达到理想的19.5%左右。

封闭型异氰酸酯固化剂的制备及应用

以甲苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷为原料合成预聚物,分别与甲乙酮肟和多种醇醚类混合物进行封端反应,合成溶剂性和水性封闭异氰酸酯固化剂。采用红外光谱和化学滴定等方法对预聚物和固化剂进行表征和分析。合成的固化剂与树脂按比例混合,制备涂膜,并对漆膜的性能作了初步探讨。

水可分散型生物基聚异氰酸酯固化剂的制备及应用

以生物质来源的五亚甲基二异氰酸酯为研究对象,采用三环戊基膦催化剂合成了含有脲二酮结构的低黏化聚异氰酸酯组合物。进一步采用非离子改性法对该组合物进行亲水改性,制备水可分散型生物基聚异氰酸酯固化剂。考察合成温度、催化剂用量、亲水改性等工艺对固化剂外观、黏度、水分散性的影响,并使用凝胶渗透色谱仪表征固化剂的结构特征。结果表明,成功制备含脲二酮结构的生物基PDI固化剂,具有水分散佳、光泽高、硬度大、附着力强、柔韧性好等优点。

封闭型水性多异氰酸酯交联剂的制备及其性能研究

以4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)制备异氰酸酯封端的线性预聚体,以预聚体与三羟甲基丙烷(TMP)反应合成支化结构的中间体,再以DMPA对支化型中间体进行扩链,最后以咪唑(IDZ)、2-甲基咪唑(2-MI)和4-硝基咪唑(4-NI)分别对活性的—NCO基团进行封闭,制得一系列封闭型水性多异氰酸酯交联剂,并以傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了交联剂的结构。研究了封闭剂的结构对交联剂解封温度的影响及交联剂的固化工艺对涂膜性能的影响。研究表明该系列交联剂的最低解封温度约为110℃,交联剂的最优固化工艺为160℃下固化30 min。

封闭型异氰酸酯在水性涂料中的应用(I)

综述了封闭型异氰酸酯树脂在水性涂料和电泳漆中的应用,包括树脂的类型、封闭剂的种类、催化剂以及涂料的组成与性能。介绍了封闭型异氰酸酯树脂应用于单组分水性涂料和电泳漆时影响涂料稳定性的因素。

高性能、易分散水性多异氰酸酯固化剂的合成与应用研究

通过新型的氨基磺酸与多异氰酸酯（HDI三聚体）反应制备了一种高性能、易分散的水性多异氰酸酯固化剂.研究表明N,N-二甲基环己胺与氨基磺酸物质的量比为1.05、100℃反应4h,氨基磺酸用量在2.5％～3.0％,可以制备高性能、易分散的水性多异氰酸酯固化剂;通过与市场同类型产品进行比较,发现试验室制备的固化剂性能与市场化同类型产品相当.

羟丙乳胶与水性异氰酸酯固化剂复配后黏度变化的影响因素探究

探究了羟丙乳胶与水性异氰酸酯固化剂复配后黏度变化的影响因素,分别考察了乳胶不同pH值、丙烯酸(AA)加入方式与用量、羟基的加入方式、不同结构羟丙单体与不同类型异氰酸酯固化剂搭配制得涂料随放置时间的黏度变化。结果表明,羟丙乳胶呈碱性时,对其与固化剂XP2655复配后的黏度变化影响较大,呈中性或弱酸性时黏度趋于稳定;在核壳乳液聚合工艺中,将甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)置于壳中的条件下,AA置于壳中时较AA置于核中时对其与固化剂XP2655复配后的黏度变化影响较小,且随AA用量的增大黏度均会有不同程度的突变增大现象;核壳乳液聚合工艺制备的乳胶较常规种子乳液聚合工艺制备的乳胶对其与固化剂XP2655复配后的黏度变化影响较大,随羟基在壳中的配比增大,黏度突变增大幅度依次减小;选用丙烯酸羟乙酯(HEA)时,与固化剂XP2655或固化剂XP305搭配黏度均能够维持稳定,选用HEMA时与固化剂305搭配时黏度能够维持稳定,但与固化剂XP2655搭配时黏度发生了突变增大。

水性封闭型多异氰酸酯的制备

用异氰酸酯三聚体与聚乙二醇单甲醚(MPEG)反应,再用封闭剂将剩余的异氰酸酯基封闭,制得可水分散的非离子型封闭异氰酸酯(WBI),详细讨论了制备这种亲水性封闭型多异氰酸酯的主要影响因素。结果表明:选用数均分子量小于2 000的MPEG,以甲乙酮肟(MEKO)作为封端剂,可以制备黏度适中且稳定的亲水性封闭型多异氰酸酯;用IPDI三聚体较HDI三聚体更容易制得粒径分布均匀,储存稳定性好的水性封闭型多异氰酸酯;在用MPEG制备封闭型亲水性多异氰酸酯时,MPEG用量超过某"临界值"时,乳液的性质会发生突变,多异氰酸酯品种不同时,该"临界值"不同。

含活性环氧基团的芳香族水性聚异氰酸酯交联剂的制备及性能

以间苯二酚二缩水甘油醚(RDGE)与N-甲基乙醇胺(MEA)为原料合成含双羟基的活性环氧中间体,然后与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)反应制备聚氨酯预聚体,再以聚乙二醇单甲醚(MPEG-1000)对其进行亲水改性,最后以甲乙酮肟封闭剩余的—NCO基团,制备了含活性环氧基团的芳香族水性聚异氰酸酯交联剂。以傅立叶红外变换光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)表征交联剂的结构,以热重分析法测试交联剂的热性能,同时研究了交联剂应用后固化涂层的热稳定性和机械性能。结果表明:活性环氧基团的引入可以显著提高涂层的耐热性和耐溶剂性能。同时,在保证亲水基团占比不变的前提下,当PAPI中所含NCO基团与环氧中间体中羟基的物质的量比为4.0时,交联剂的性能达到最佳。所制交联剂在高温金属烤漆等领域有着良好的应用前景。

封闭型异氰酸酯的反应机理与应用

封闭型异氰酸酯是一类在室温下能保持端异氰酸酯基团的封闭,而在适当的条件下(如一定的高温)能够发生解封反应,释放出—NCO基团的聚氨酯树脂。着重从端—NCO基团的封闭-解封反应机理、封闭剂种类、解封温度的影响因素和研究方法以及封闭型异氰酸酯在水性聚氨酯上的应用进展等方面做一个讨论。

封闭型聚异氰酸酯水分散体的制备及性能研究

通过先扩链后封闭的工艺制备封闭型聚异氰酸酯水分散体。分别探讨了封闭剂种类以及封闭反应工艺条件对所制备分散体的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)对分散体的结构进行表征,并对所制备封闭型聚异氰酸酯水分散体的物理性能进行了测试。

封闭型阳离子异氰酸酯的制备及其解封行为研究

以丁酮肟、N,N-二甲基乙醇胺、六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI)为原料,合成了封闭型水性阳离子异氰酸酯固化剂。采用了红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、马尔文粒径仪等对其进行了表征,产物在水中可以实现良好的水分散,其粒径为73.94nm,初始解封温度为130℃。用非等温DSC法对其解封行为进行了研究,得出了解封反应最概然机理为三维扩散,球形对称,三维(3D),减速形曲线,解封反应的表观活化能基本保持稳定,对于FRL和FWO法,表观活化能分别为150.0、146.5kJ/mol。

封闭型异氰酸酯对碱降解大豆蛋白胶粘剂的交联改性

摘要：以NaHSO3（亚硫酸氢钠）封闭的PAPI（多苯基多甲基多异氰酸酯）作为化学交联剂，对DSP[碱降解改性SPI（大豆分离蛋白）]进行交联改性，制得工艺操作性能良好的胶合板用改性SPI胶粘剂。研究结果表明：NaHSO3能封闭PAPI中的活性-NCO基团，从而延长了改性SPI胶粘剂的适用期（为2-5h）；封闭型PAPI能提高改性SPI胶粘剂的耐水性，其湿态胶接强度（0．8～1．0MPa）满足国家标准中II类胶合板的使用要求；当”（封闭型PAPI）=15％（相对于DSP质量而言）、w（NaHSO3）=0．4％（相对于PAPI质量而言）时，改性SPI胶粘剂具有相对最佳的工艺操作性能和耐水性。

封闭水性异氰酸酯中检测有效—NCO含量的改进方法

建立了一种基于二正丁胺法检测封闭型水性异氰酸酯中有效—NCO含量的改进方法,考察了反应温度、时间和介质种类等因素对测定结果的影响。研究结果表明:以DMAc(二甲基乙酰胺)作为溶剂,将封闭型水性异氰酸酯与二正丁胺溶液在解封温度下热处理30 min,以严格等量的未经热处理的样品/二正丁胺溶液作为空白试样,并且热处理过程中增加冷凝回流装置,即可得到封闭型水性异氰酸酯中有效—NCO含量的检测结果;该法应用广泛,并且方法简便、准确度较高。

咪唑封端型水性聚氨酯固化剂的合成及其应用

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和三羟甲基丙烷（TMP）为起始原料,经过加成反应,二羟甲基丙酸（DMPA）扩链,三乙胺（TEA）中和成盐及2-甲基咪唑（2-MI）封端等4步反应后,制得一种可在室温解封的水性聚氨酯固化剂。2-甲基咪唑封闭反应的较好条件为：2-MI与-NCO摩尔比为1.11.2;反应温度为60℃;反应时间2 h。实验结果表明,咪唑封闭型水性聚氨酯固化剂可明显降低异氰酸酯与水的副反应速度,凝胶时间由5 min增加到5.5 h。羟基水性树脂中加入5%咪唑封闭型水性聚氨酯固化剂后,成膜物的耐水性和力学性能均有明显改善。