改性氧化石墨烯/水性环氧复合涂层的制备及性能研究

为增进水性环氧树脂涂层的力学性能与耐腐蚀性,选用聚醚胺对氧化石墨烯(GO)边缘羧基进行化学改性,并与水性环氧树脂复合制备了改性氧化石墨烯/水性环氧(AGO/EP)复合涂层。探究了AGO的含量对复合涂层微结构、力学性能和耐腐蚀性的影响。结果表明:AGO在水性环氧中均匀分散且与水性环氧存在良好的界面作用,形成了一定有序层状结构,有效提升了水性环氧树脂涂层的拉伸强度与断裂伸长率。水性环氧复合涂层(0.5%AGO/EP)的低频阻抗模值达到4.47×10^(8)Ω·cm^(2),AGO的引入有效抑制了水汽和盐离子对钢板基材的腐蚀,复合涂层的耐盐雾腐蚀性能显著提高。

软段结构对水性聚氨酯微相分离的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚碳酸-1,6-己二醇酯二醇(PCDL)、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇(PHA)为原料,采用预聚体法合成了一系列水性聚氨酯(WPU)乳液。通过红外光谱(IR)、热重(TGA)、X-射线衍射(XRD)、动态机械性能(DMA)和拉伸测试等方法研究不同多元醇对所合成的WPU薄膜软、硬段微相分离及其热性能、结晶性和机械性能影响。结果表明,氢键作用对WPU的微相分离有明显影响;微相分离程度大的聚醚型WPU热稳定性、结晶性、柔韧性、低温塑性比微相分离程度小的聚碳酸酯型WPU好;聚碳酸酯型WPU膜的拉伸强度和模量更大。

非离子型水性环氧树脂固化剂的合成与性能研究

采用低相对分子质量的环氧树脂E-51与聚醚-4000反应制备环氧改性聚醚加成物,再与多乙烯多胺进行反应制备胺封端的聚醚-环氧-胺加成物,最后采用单环氧化合物进行封端,合成非离子型水性环氧固化剂,实验表明工艺可行。对环氧E-51改性聚醚-4000合成过程中的各影响因素进行了研究,并对非离子型水性环氧固化剂的固化性能进行了评价。最佳配方与工艺为:n(环氧树脂E-51)∶n(聚醚-4000)>2∶1,催化剂选用含三氟化硼(BF3)质量分数2%的乙醚溶液(60℃时加入,加入量为2%)。与现有的市售水性环氧固化剂固化性能相比,非离子型水性环氧固化剂固化的环氧体系的柔韧性和耐冲击性有大幅提高。

用蓖麻油合成聚氨酯乳液的研究

以蓖麻油与聚醚(N210,Mn=1000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,以二乙烯三胺、环氧氯丙烷、马来酸酐等为亲水单体,通过丙酮法制得了稳定的水性聚氨酯乳液。探讨了聚合反应的机理,研究了亲水单体含量对聚氨酯乳液的粘度、稳定性、乳液成膜的干燥时间以及胶膜的耐水性的影响。结果表明,当亲水单体环氧氯丙烷和马来酸酐含量为18.0%时,可以制得稳定的含蓖麻油的水性聚氨酯乳液,并且胶膜具有良好的耐水性。

聚醚型水性聚氨酯热分解动力学的研究

以聚醚N-210为原料,利用丙酮法合成了水性聚氨酯,使用热重分析技术考察了聚醚型水性聚氨酯分别在氮气条件和氧气条件下的热稳定性,并采用"无模式法"研究了在不同气氛氛围下的热分解动力学,同时计算了不同热分解阶段反应的活化能Ea、指前因子A等动力学参数。结果表明:合成的聚醚型水性聚氨酯的热分解过程在氮气条件和氧气条件下均为二阶段过程,第一阶段为硬段链的分解,第二阶段为软段链的分解,同时氧气的存在促进了水性聚氨酯主链上C—C和C—O键的断裂。

高固含量聚醚型水性聚氨酯的合成与影响因素

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六次甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段、聚醚(N-220)为软段,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性物质、乙二胺为后扩链剂和三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂等,合成了高固含量的聚醚型水性聚氨酯(WPU)乳液。采用衰减全反射红外光谱(ATR)对其结构进行了表征,并探讨了溶剂(丙酮)和DMPA含量、反应过程中预聚体的黏稠度、扩链剂的加料顺序和扩链时间等因素对WPU乳液固含量的影响。实验结果表明,在保持其他条件不变的情况下,即n(-NCO)∶n(-OH)=1.2∶1、m(HDI)∶m(IPDI)=2∶1和n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)=1∶4、w(DMPA)=1.5%(相对于树脂而言)且w(丙酮)=50.4%～75.5%(相对于树脂而言)时,在预聚反应过程中,若体系较稀(即黏度较低),在乳化时先加入乙二胺,待反应4～7min后再加入水,如此易制得稳定的高固含量(40%～46%)聚醚型WPU乳液。

有机硅改性水性聚氨酯的合成与性能

以聚醚、二羟甲基丙酸(DMPA)和异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,采用自乳化法合成了水性聚氨酯乳液,并用有机硅对其进行改性。考察了R值[n(NCO):n(OH)]、DMPA含量、有机硅种类及用量对乳液外观及性能的影响。结果表明:随着R值的减小,乳液的外观、稳定性和初黏性变好,持黏性降低;随着DMPA用量的增加,耐水性变差,持黏性变好;随着有机硅氧烷用量的增加,胶膜的耐水性和持黏性提高,但乳液的初黏性和贮存稳定性有所下降。通过傅里叶变换红外光谱对有机硅改性前后产物结构进行了表征,结果表明有机硅氧烷己通过化学反应结合到聚氨酯分子链上。当R值为1.06,DMPA含量为4.5%,有机硅含量为1%(占总预聚体的质量分数)时,各项性能已达到企业压敏胶指标。

MDI型水性聚氨酯结构及性能的研究

以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚二元醇和二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,合成了稳定的水性聚氨酯(WPU)乳液。通过FT-IR分析、粒度分析、拉伸试验、差示扫描量热仪(DSC)分析、热重分析(TGA)和吸水率等测试,对所制备的水性聚氨酯进行了力学性能、耐热性能及耐水性能的研究,考察了不同类型的聚醚二醇、扩链剂和交联剂等对水性聚氨酯性能的影响。结果表明:以MDI、1,4-丁二醇(1,4-BDO)、DMPA(4.0%)等作为硬段和N220作为软段合成的WPU,乳液稳定性好,胶膜吸水率低,断裂伸长率大,手感柔软、不粘且丰满;用PTMEG作为软段制备的WPU的氢键化程度、结晶度和耐热性较好。

混合多元醇水性聚氨酯的合成及其性能

采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚酯多元醇(PBA)、聚醚多元醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制得各种聚酯聚醚混合型水性聚氨酯乳液。讨论了PBA/PPG配比、相对分子质量对水性聚氨酯乳液性能和力学性能的影响。结果表明:随着软段中聚酯组分含量的增加,涂膜的拉伸强度有增加的趋势,软段为纯聚醚和纯聚酯的聚氨酯膜表现出较好的伸长率;随着软段相对分子质量的增加,聚醚型聚氨酯膜的拉伸强度减小,聚酯型聚氨酯膜的拉伸强度增加。

聚醚对水性聚氨酯乳液压敏胶性能的影响

以聚醚210、聚醚330、二羟甲基丙酸和异氟尔酮二异氰酸酯为主要原料,采用自乳化法合成了不同组成的水性聚氨酯乳液压敏胶。实验考察了聚醚210和聚醚330以及混合聚醚对乳液和胶膜性能的影响。通过粒径分析、DSC、电子拉力试验机等测试手段对产物的相容性、热行为及力学性能进行了表征,结果表明:当软段为混合聚醚时乳液呈半透明带蓝光,软硬段的相容性提高。随着聚醚210/聚醚330的比值增加,胶膜拉伸强度和断裂伸长率都先增大后减小。当 m(聚醚210):m(聚醚330)为1:6时,乳液粒径小且分布窄。该乳液对聚酯薄膜与铝片有很好的粘接性,其剥离强度优于国内水性聚氨酯和丙烯酸酯压敏胶指标。

新型水性聚氨酯固化剂的合成及性能

简述了用HDI三聚体和水溶性醇醚合成水性聚氨酯固化剂的方法,简单讨论了一些实验条件对合成的影响,并与常使用的其他固化剂进行比较,分析它的优越性能。

合成革用水性聚氨酯的构-效关系研究(Ⅰ)——不同软段的影响

在硬段含量和其它结构参数相同的基础上,选用相对分子质量相同的聚醚和聚酯二元醇(聚丙二元醇PPG2000、聚四氢呋喃PTMG2000、聚己内酯PCL2000、聚碳酸酯PCDL2000)作为软段,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,合成出4种不同的聚氨酯乳液,研究了不同软段对乳液的外观、粒径、树脂膜的力学性能和玻璃化转变温度的影响。将该系列树脂用于合成革的后整理,研究了不同软段对聚氨酯合成革涂层离板性、耐切割性、保型定型性和曲挠性的影响。结果表明:以结晶型聚醚(PTMG)和聚酯(PCL和PCDL)为软段的水性聚氨酯涂饰剂,具有离板性好、耐切割、保型定型性和曲挠性较优良的应用特点,能取代溶剂型PU用于合成革的后整理。

基于磺酸盐的水性聚氨酯研究进展

用于水性聚氨酯(WPU)合成的磺酸盐包括小分子羟基磺酸盐、氨基磺酸盐以及含磺酸盐基团的聚醚和聚酯低聚物。小分子磺酸盐熔点高、脂溶性小,仅N-(2-氨基乙基)-氨基乙烷磺酸钠(AAS)在实际生产中得到应用,含磺酸盐基团的聚醚和聚酯低聚物作为WPU合成的亲水单体值得深入研究。

聚氨酯的嵌段聚醚硅油改性及其羊绒整理应用

以聚四氢呋喃醚二醇为软段，N-甲基二乙醇胺为亲水单体，自制嵌段聚醚硅油为扩链改性剂，制备阳离子水性聚氨酯整理剂。采用该整理剂和嵌段聚醚硅油对羊绒针织物进行同浴整理，织物的抗起毛起球从2-3级提高到4级，洗涤毡缩率从11.2％降到3.3％，织物透湿、透气性与亲水性良好，手感柔软，且织物色光基本不变。

聚醚型阴离子水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

采用聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基本原料,用预聚法合成了稳定的聚醚型水性聚氨酯乳液。探讨了NCO/OH(摩尔比)、DMPA用量、中和度等对水性聚氨酯性能的影响。实验表明:当预聚温度为80℃、乳化温度为30℃时,初聚NCO/OH为2.0、总NCO/OH为1.2、DMPA用量为4%、中和度为100%、TMP与DMPA的摩尔比控制在1:4左右时合成的聚醚型阴离子水性聚氨酯具有较好的乳液稳定性,且涂膜的耐水性和机械性能优良。

阴离子聚醚型水性聚氨酯的合成及性能研究

采用预聚-封端法合成一种主要用于织物整理的阴离子聚醚型水性聚氨酯。并讨论了DMPA的用量、-NCO/-OH(R值)等对乳液性能的影响。结果表明:DMPA%为6%、R值为3得到的乳液及涂膜性能较好。

水性防腐蚀转化涂料的研制

水性防腐蚀转化涂料以具有优良稳定性的氯醚乳液作为基料 ,通过与复合锈转化剂及多种颜填料组合而成。结果表明其具有优异的锈转化及防腐蚀作用 ,在一般外防腐蚀涂装中可替代除锈前处理工作 ,且具有与多种涂料配套使用的能力。

聚醚软段对水性高固含乙氧基悬挂链聚氨酯性能的影响

采用无溶剂一步法,在聚氨酯主链上引入乙氧基悬挂链,制备了水性高固含量乙氧基悬挂链聚氨酯(WHPU)。考察了软段相对分子质量和软段含量对WHPU乳液及涂膜性能的影响。结果表明:随着软段含量和软段相对分子质量的增加,乳液平均粒径减小,粒径分布变窄,乳液黏度增大;当以相对分子质量为1 000 g/mol和2 000g/mol的PTMG为复合软段,二者摩尔比为1,其含量为55%时,制得的聚氨酯乳液固含量可达50%以上,乳液粒径呈双峰分布,黏度较小,涂膜具有一定的微相分离,低温转变温度(Tg)为-72.6℃,热分解温度为293℃,成膜抗张强度可达35.7 MPa,断裂伸长率可达760%,材料的综合性能较好。

软段改性UV固化水性聚氨酯涂料的合成与性能

以阳离子共聚合的方法,通过改变四氢呋喃(THF)和环氧氯丙烷(ECH)的配比,调整起始剂用量,合成出系列数均相对分子质量在2 000左右的端羟基共聚醚.以此端羟基共聚醚作为软段,合成出系列改性的水性光固化聚氨酯乳液,用FTIR验证产物结构.结果表明:随着环氧氯丙烷配比的增加,软段中强极性卤素原子增多,乳液储存稳定性良好,固化膜的拉伸强度由4.6 MPa逐渐增加至6.7 MPa,断裂伸长率从162%降至113%,热稳定性逐渐变好,当THF和ECH的配比提高到1∶1时,5%,10%的失重温度分别为200℃和275℃,比改性之前的5%,10%失重温度164℃,220℃提高了36℃和55℃;涂层的附着力显著提高至1级,硬度也有所增加,耐冲击性能优异.

可生物降解聚酯/聚醚型水性聚氨酯环保涂料的合成与表征

以四种不同类型的二元醇作为软段成分,采用预聚体法制备了四种水性聚氨酯(WPU)涂料,分别为聚酯型聚己内酯二醇(PCL)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA),聚醚型的聚四氢呋喃二醇(PTMG)以及聚碳酸酯二醇(PCDL)。对以上四种WPU涂膜的表面性能、热性能、热失重性能、拉伸性能及生物降解性能进行测试分析,发现聚醚型PTMG-WPU膜的水解性能最差,热稳定性最高。聚酯型PCL-WPU膜的水解性能最佳,水接触角最小,热稳定性较低,但拉伸性能最高。PCL-WPU膜在相同条件下具有最好的可生化性且降解效果最为明显。在0.6%脂肪酶PBS缓冲液和土壤中降解30 d后,其最高降解率分别为41.7%和32.0%。