植物油基多元醇水性聚氨酯的制备及防污性能

传统的高分子防污材料多来源于不可再生、不环保的石化资源,可再生、来源广、价格低廉的植物油基水性聚氨酯的研究多但开发难度相对高,未能广泛应用,因此开发具有高附加值的植物油基材料具有重要的现实意义。文中通过探索不同相对分子质量聚乙二醇单甲醚(MPEG)开环环氧大豆油的反应条件,在植物油脂肪酸侧链上偶联上不同链长的聚乙二醇(PEG)防污基团,通过红外光谱、凝胶渗透色谱及核磁共振谱等表征MPEG的开环效率及产物结构,确定了MPEG开环环氧大豆油的最优开环条件,其羟基与环氧基团摩尔比为1.5:1,滴完ESO继续反应15 min,所得植物油基防污多元醇羟值范围在77.17~120.20 mg KOH/g。然后将其引入聚氨酯结构中,较简单地制备了系列防污植物油基水性聚氨酯乳液。结果表明,该涂层对革兰氏阳性菌和阴性菌以及极易形成生物膜的细菌等均具有良好的防污性能,对生物质资源的高附加值利用具有重要意义。

干性油脂肪酸多元醇改性水性聚氨酯木器漆树脂

通过引入气干型油对水性聚氨酯木器漆树脂进行改性,解决了水性聚氨酯木器漆树脂耐水性差、漆膜交联密度低、易回黏等问题,提高了树脂耐水性,并缩短了漆膜表干时间。以干性油脂肪酸多元醇、聚酯、异佛尔酮二异氰酸酯为原料,通过缩聚制得聚氨酯预聚体,再加入二羟甲基丙酸制得亲水扩链预聚体;在体系中加入中和剂,pH值调为中性,加入去离子水分散,并加入扩链剂,继续进行扩链,再经催干剂处理,制成干性油脂肪酸多元醇改性水性聚氨酯木器漆树脂。采用红外光谱、乳液粒径、耐水性测试等方法对乳液结构和性能进行分析,通过原子力显微镜、透射电镜、接触角和力学性能测试等方法对涂层各项性能进行分析。试验显示,亚麻油酸单甘油酯改性后木器漆树脂乳液粒径为65.47 nm,分散性系数为0.186,紫外光透光率为85.75%,表干时间明显缩短,薄膜水接触角为81°,吸水率为11.97%,耐水性优异。

环氧大豆油改性水性聚氨酯的合成与应用

以环氧大豆油多元醇合成改性水性聚氨酯(PUD),并将合成的PUD应用于木器涂料。研究结果表明,提高环氧大豆油多元醇添加比例,PUD亲水性更强,可以获得更小的粒径及更窄的粒径分布,同时表面张力更低,制备的漆膜具有更高的硬度和更优的耐化学性能。将改性PUD应用于木器涂料领域,研究发现由于较低的表面张力且不会稳泡而获得优异的润湿入孔性;相比于市场上通用型PUD和自消光PUD,环氧大豆油改性的PUD具有极高的消光效率和优异的耐水性能,可用于高档木器涂料领域。

环氧树脂基双组分水性聚氨酯的制备及其在木器涂料中的应用

为提高双组分水性聚氨酯的室温交联速度,将N-苄基乙醇胺引入到环氧树脂制备了环氧树脂基水性多元醇,表征了多元醇的化学结构,并测定了其相对分子质量、粒径分布和玻璃化温度等主要技术参数。将环氧树脂基水性多元醇与多异氰酸酯配合制备了双组分水性聚氨酯,采用红外光谱法研究了室温交联反应过程。研究结果表明:多元醇分子结构中引入苄胺基加快了双组分水性聚氨酯的交联反应速度。将双组分水性聚氨酯制备成水性木器涂料,漆膜具有优异的耐冲击性、附着力、柔韧性、光泽、耐液体介质、硬度、丰满度等性能。

植物油改性水性聚氨酯的合成与应用研究

通过研究自制植物油多元醇含量、异氰酸酯类型和亲水基团含量对水性聚氨酯木器涂料性能的影响。研究表明自制植物油多元醇含量越高,打磨性能越好;使用芳香族异氰酸酯合成的PUD打磨性明显优于脂肪族异氰酸酯;亲水基团含量越高光泽度越高。

紫外光固化桐油基水性聚氨酯木器涂料的制备

紫外光(UV)固化木器涂料具有环保、节能、高效等特点,近年来成为涂料行业的研究热点,是木器涂料领域的发展方向之一。为应对化石原料不断消耗及环境污染日益严重的现状,利用可再生且廉价的生物质材料制备紫外光固化木器涂料受到广泛关注。笔者通过改性桐油制备桐油基二元醇(TOP)来替代石油基多元醇,制备了一种可UV固化的桐油基水性聚氨酯(WPU)木器涂料。结果表明:当TOP添加量为42.5%(质量分数)时,薄膜力学性能最好,拉伸强度为(1.38±0.13)MPa,断裂伸长率为(179.32±4.05)%,弹性模量为(31.28±3.17)MPa,粒径为287.9 nm,水接触角为(75.89±0.91)°,耐水性较好;硬度、附着力、光泽度、粗糙度和漆膜磨损质量分别为4H、1级、10.24°、1.66μm和每100 r 0.003 g,所制备的WPU硬度、附着力及耐磨性分别满足GB/T 6739—2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》、GB/T 4893.4—2013《家具表面漆膜理化性能试验第4部分:附着力交叉切割测定法》及GB/T 4893.8—2013《家具表面漆膜理化性能试验第8部分:耐磨性测定法》的测试标准。此法制备的桐油基UV固化水性聚氨酯木器涂料具有广阔的应用前景。

UV固化蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器涂料的性能优化

利用多官能度活性稀释剂,将具有3个碳碳双键的季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入到自乳化型紫外光(UV)固化蓖麻油改性的水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)乳液中,增加体系的交联密度,以提高漆膜的力学性能、固化效率和硬度等,解决蓖麻油改性的WPUA木器涂料固化时间长、漆膜机械性能欠佳、乳液储存稳定性不良等缺点。研究表明:随着PETA添加量(质量分数)从2.3%增加至4.6%,水性聚氨酯丙烯酸酯乳液粒径变化范围为39.7~132.5 nm,乳液粒径分散指数(PDI)变化范围为0.072~0.289。随着PETA添加量的增加,涂膜质量损失率逐渐减小,而涂膜力学性能、硬度、耐水及耐化学品性能均逐渐增加。当PETA添加量为4.6%时,涂膜的拉伸强度最大为7.45 MPa,弹性模量最高为113.61 MPa,断裂伸长率最小为6.23%,涂膜硬度最高4H,光泽度最高为57.2,耐化学品、耐水性能最优;储存稳定性较佳,但是附着力由0级降至2级。因此,多官能度活性稀释剂PETA的引入对蓖麻油改性水性聚氨酯丙烯酸酯木器漆膜在力学性能、硬度、耐水及耐化学品等方面的性能优化可起到关键作用。

聚醚硅氧烷二元醇改性蓖麻油基水性聚氨酯的合成及性能

以蓖麻油和聚醚硅氧烷二元醇(PEPSO)作为多元醇原料制备植物油基水性聚氨酯。在预聚体合成过程中,加入不同含量的聚醚硅氧烷二元醇,通过醇羟基与异氰酸酯基的反应,将PEPSO引入到植物油水性聚氨酯基体中,制备出PEPSO改性聚氨酯材料,并通过全反射傅里叶红外光谱仪测试、粒径测试、热稳定性测定、表面疏水性测试及力学性能测试探讨PEPSO的含量对聚氨酯乳液与胶膜材料的影响。结果表明,PEPSO成功接入到了聚氨酯分子主链中;随着PEPSO含量的增加,热稳定性逐渐提高,玻璃化转变温度(Tg)呈减小的趋势;少量PEPSO的加入可在一定程度上提高材料的疏水性及拉伸强度。

改性水性聚氨酯防腐蚀涂料的研制

为进一步提高水性聚氨酯涂料的综合性能,以桐油酸酐酯多元醇改性的聚氨酯乳液为成膜物质,选用新型环保防锈颜料及相关助剂,制备了具有优异耐化学品性及防腐蚀性能的改性水性聚氨酯防腐蚀涂料。采用红外光谱分析乳液的结构;根据相关标准测试了改性涂料及涂膜的性能,优选了涂料配方中pH值调节剂、防锈颜料及增稠剂的种类,研究了颜料体积浓度对涂料性能的影响,并优选最佳值。结果表明:桐油酸酐酯多元醇能有效改善水性聚氨酯涂膜的内交联结构,使其耐水性和耐酸碱性增强;改性涂料涂膜的综合性能较好,满足铁路货运车辆防护的使用要求。

植物油改性水性聚氨酯涂料的研制

采用气干性植物油与三羟甲基丙烷(TMP)醇解的产物,代替传统的聚酯聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应,然后用三乙胺中和,再用水稀释,制得自乳化的植物油改性水性聚氨酯(俗称氨酯油)乳液。用该水性氨酯油乳液制备了性能优良的水性聚氨酯木器涂料,并对影响乳液性能的多种因素进行了探讨。

蓖麻油改性多元醇型水性聚氨酯木器涂料底漆和面漆的配方设计和应用

主要研究了用蓖麻油改性多元醇型的水性聚氨酯乳液作为木器涂料底漆和面漆使用时的配方设计要求和应用比较,并对配方中的蓖麻油改性多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸(DMPA)的使用进行了深化的配方优化,以此制得的水性聚氨酯木器底漆和面漆在保持其他性能优异的同时体现出了更好的打磨性、耐溶剂性、快干性等性能,进一步开拓了水性木器涂料的市场。

高性能水性聚氨酯木器涂料的制备及应用

利用聚碳酸亚丙酯多元醇(PPC)为主要原料,合成水性聚氨酯木器用树脂,考察了树脂硬链段含量、交联度和成膜助剂等因素对涂膜的影响,施工之后与市场同类产品性能做了对比,综合性能良好。

水性氨酯油木器漆的研制

采用气干性植物油与三羟甲基丙烷(TMP)的醇解产物,代替传统的聚酯聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应,用三乙胺中和,加水稀释得到自乳化的水性氨酯油乳液。由此乳液制备了性能优良的水性氨酯油木器漆,并对影响乳液性能的各种因素进行了探讨。

桐油基水性聚氨酯乳液的合成及性能

采用从桐油自制的桐酸甲酯酸酐MEA和1,4-丁二醇反应,制备了桐油基多元醇TBPO,并进一步以TBPO、异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸为原料,制备了桐油基水性聚氨酯乳液。采用红外光谱仪对MEA、TBPO和水性聚氨酯进行了表征,验证了产物的结构与预测相符,对水性聚氨酯的热性能及乳胶粒直径及分布进行了表征。结果表明,以桐酸甲酯酸酐为原料可以制备具有耐热性好、粒径分布窄的水性聚氨酯乳液,该水性桐油基聚氨酯可用作水性涂料。