仉丽[1]2007年在《阳离子PU的改性研究、CaCO_3/PU复合材料的制备及部分皂化SUE的表面活性研究和应用》文中指出第一部分阳离子PU的改性研究聚氨酯(PU)涂料是一种高档涂料。近年来，环保意识的增强使水性聚氨酯的开发成为研究领域内的一大热点。文献对阴离子PU及其改性的研究进行了大量的报道，但阳离子PU乳液的合成及性能研究还处于初级阶段，用丙烯酸酯对其进行接枝改性的研究尚未有人涉及。本论文首先以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主要原料，在二月桂酸二丁基锡(DBTL)催化作用下合成稳定的阳离子聚氨酯乳液。测定了乳液的Zeta电位和粒度，研究了NCO／OH、中和度、MDEA加入量等因素对乳液稳定性的影响，确定了最佳的实验条件，为下面的丙烯酸酯接枝改性奠定了基础。本论文采取了两种方法对阳离子聚氨酯进行丙烯酸酯接枝改性。第一种方法是先制备出含有不饱和双键的PU乳液，加入丙烯酸酯单体与PU乳液共聚，形成互穿网络。第二种方法是制得含有双键的PU预聚体，然后在PU预聚体中加入丙烯酸酯单体，待两者反应完全之后再进行乳化，制得改性乳液。实验证实第二种方法—先改性后乳化的方法是一种较好的改性方法。研究了丙烯酸酯单体加入量、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)加入量、TMP加入量、封端度、溶剂加入量、封端剂种类等各种因素对乳液稳定性和性能的影响，确定了最佳的实验条件，并使用TEM、FTIR、DSC、Zeta粒度分析仪、铅笔硬度仪、粘度计等对样品进行分析表征。实验证明，当PU与丙烯酸酯的比值为2∶1、NCO全部封端，HEMA用量为3％，TMP加入量为1％时，能制备出稳定、耐水性好且硬度适中的改性阳离子聚氨酯乳液。碳酸钙是一种非常重要的无机填料，被广泛地应用在塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域。但碳酸钙在介质中分散不均匀，与基料结合力较弱，容易造成基料和填料之间的界面缺陷。通过原位沉析法制备CaCO_3复合材料可从根本上解决上述问题。本论文首先用甲苯二异氰酸酯(TDI)与二羟甲基丙酸(DMPA)合成带有羧基的两亲加聚物P(TDI-DMPA)(简称PU)，以此作为表面修饰剂，在DMF／H_2O的分散体系中制备出了不同形貌的碳酸钙聚集体。实验证明在碳酸钙的聚集过程中，双亲加聚物PU发挥了很重要的作用。同时在实验中发现碳酸钙可以在PU链段上形成一定量的负载而不会形成明显沉淀析出。这就为制备CaCO_3／PU复合膜材料的制备提供了理论基础。在前期实验的基础上，采用原位沉析法制备了CaCO_3／PU复合膜材料，对反应机理进行了探讨，并研究了PU浓度、溶剂配比、Ca(OH)_2加入量、反应温度等影响因素对复合膜形貌和硬度的影响，确定了最佳的实验条件，并使用TEM、XRD、FTIR、EDS、铅笔硬度仪等对复合膜的形貌、组成和性能进行了测试。实验证明常温下可在混合溶剂(V_(DMF)：V_(H2O)=3：1)中合成CaCO_3／PU复合物。当PU浓度为80g／L，CaCO_3负载量为4×10~(-2) mol／L时，制备的复合膜中CaCO_3分散良好，颗粒均匀。XRD分析结果表明，复合膜中的碳酸钙为方解石构型；红外分析结果显示，CaCO_3与PU通过化学吸附络合作用实现了有效复合。这种方法极大提高了CaCO_3与PU之间的结合强度，为制备有机-无机复合材料提供了一种理想的方法。十一烯酸钠分子链末端带有一个双键，可作为反应性乳化剂应用于乳液聚合中。本论文探讨了部分皂化十一烯酸的表面性能，从SUE-SUA-H_2O的类三元相图中可以看出，十一烯酸在部分皂化的条件下出现很大的液晶区。液晶具有远程有序的结构，可以形成较为规整的排列形式，作为乳化剂，这样的结构有能够提高单体的增溶量，得到固含量比较高的涂料。通过增溶实验发现，部分皂化十一烯酸比十一烯酸钠对St-BA体系有更大的增溶量，更适合作为高固含量乳液的乳化剂，并对机理进行了探讨制备。确定了部分皂化十一烯酸复配OP-10乳化剂体系对单体的增溶量。以此为基础来制备苯丙乳液。研究了乳化剂的用量、反应温度、皂化度等因素对乳液粒度的影响。实验证实，在乳化剂用量为4％，SUE：SUA=0.8：1，引发温度为70℃时，可制备固含量达45％的苯丙乳液。这种苯丙乳液胶粒的表面带有阴离子的羧酸基团，可以利用羧酸基团对金属离子(如钙离子)的络合作用来制备有机／无机复合材料；也可与本论文中提到的阳离子PUA一起应用于基材的表面涂饰，利用正负电荷之间的相互吸引来增强涂层在基体上的附着力。由于时间的限制，这些都有待于进一步的研究。
张涛[2]2016年在《水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究》文中研究说明涂料印花工艺简单、色谱齐全、耐候牢度好,深受市场青睐。由于颜料与纤维间没有亲和力,涂料印花通过粘合剂交联成膜将颜料附着在纺织品上,要想获得比较好的牢度往往需要高温焙烘使粘合剂交联固化,能源消耗比较大。UV固化能耗约为热固化技术的10-20%,将UV固化技术引入到涂料印花中可以节省大量能源,实现传统行业的转型升级和节能减排。不同于UV涂料、油墨等涂层对硬度、强度的要求特别高,涂料印花对成膜物质的柔韧性和耐水性有很高的要求,设计合成了一款成膜后较柔软、交联密度低、固化收缩率低的低聚物。为了制备柔软性更好的聚氨酯丙烯酸酯,以甲苯二异氰酸酯为硬段、聚乙二醇为软段、以丙烯酸羟乙酯为封端剂,乙二醇或1,3-丁二醇作为扩链剂合成了扩链型两官能度PUA。研究了PUA合成工艺,确定最佳反应温度、时间及单体配比,以甲苯为溶剂,四种单体使用量为n(TDI):n(PEG):n(HEA):n(扩链剂)=4:2:2:1,TDI与PEG在室温(25℃)条件下反应1h,再加入扩链剂在25~30℃条件下反应15min,然后加入HEA在40℃条件下反应5h。催化剂DBTDL加入量为0.3%,阻聚剂对苯二酚加入量为0.15%。研究了PEG分子量对PUA柔软度的影响,提高PEG的分子量可以增加PUA软段链长从而提高柔韧性。相比于未扩链的PUA,扩链PUA固化速度变慢,固化膜耐磨性和柔软性均有非常大的提高。采用阴离子乳化剂SDBS和高分子型非离子乳化剂Boltorn?W3000对扩链型PUA通过超声乳化的方法制备得到了阴离子型PUA乳液和非离子型PUA乳液,讨论了乳液制备条件,确定了较佳的树脂及乳化剂添加量,得出了合适的超声乳化功率及时间。当超声功率为1000W,超声乳化20min得到的乳液粒径细小且分布较窄,延长超声时间及增加超声功率不会对乳液的制备再有帮助,还会带来反面的作用。当SDBS添加量为树脂质量的2.5%时或者Boltorn?W3000添加量为树脂质量的5.5%时,制备得到的乳液有较小的粒径和较好的储存稳定性。非离子乳化剂依靠空间位阻作用来实现乳液的分散稳定性,而阴离子乳化剂依靠乳化剂所带电荷的静电排斥来保证乳液的分散稳定性,比较发现非离子乳液的储存稳定性和耐电解质性能都要优于阴离子乳液。乳化剂会对乳液成膜后的耐水性能有影响,自乳化PUA可以通过在聚氨酯分子链上引入离子基团,再与相反离子中和成盐后赋予整个聚氨酯丙烯酸酯较好的水分散性,规避了乳化剂的使用。使用二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水扩链剂在PUA分子链中引入亲水基团制备得到自乳化乳液,并利用羟基硅油中羟基上的活泼氢可以与异氰酸酯发生反应,将羟基硅油引入到聚氨酯丙烯酸酯中来提高PUA固化膜的耐水性。以异佛尔酮二异氰酸酯为硬段、羟基硅油和PEG600为混合软段,二羟甲基丙酸为亲水扩链剂,甲基丙烯酸羟乙酯为封端剂合成羟基硅油改性的PUA乳液,保持n(-NCO)/n(-OH)不变,通过改变羟基硅油在羟基硅油和PEG600混合物中的浓度制备得到一系列乳液。羟基硅油浓度对异氰酸根的转化率影响较大,当羟基硅油的浓度小于10%时,异氰酸根的转化率很高,随着羟基硅油浓度的增加,异氰酸根的转化率会逐渐降低。羟基硅油浓度对乳液的稳定性、粘度、乳液颗粒粒径影响较大;羟基硅油浓度为5-20%时制得乳液的稳定性较好,相比未改性的乳液,粘度变化不大,继续增加羟基硅油添加量会导致乳液粘度明显变大,乳液稳定性变差很多;随着羟基硅油浓度的增加,乳液的粒径明显变大,当羟基硅油浓度从20%提高30%时,乳液的平均粒径从45.2nm增大到93.7nm;与未经羟基硅油改性的乳液涂膜相比,20%浓度羟基硅油改性乳液固化膜水中浸泡24h增重率降低了66.3%,显著提高了成膜的耐水性。在颜料着色UV体系中,颜料会与光引发剂“争夺”吸收紫外线,影响了光引发剂的引发效率,通过晶型控制、晶体成长控制及引入取代基等方法可以降低颜料对紫外线的吸收、反射及折射作用,降低了对光引发剂引发效率的影响,缩短了固化时间,降低了紫外线照射对织物颜色及机械强度的影响。有机颜料的晶格结构、排列方式、结晶度、晶型及粒径大小与分布等都会直接影响其色光,从根本上讲还是由于不同晶型、粒径、晶体排列的颜料对光线的散射、折射、反射及吸收作用有不同的影响导致的。通过有机颜料的颜料化过程的控制得到晶型单一的酞菁蓝颜料,发现α型酞菁蓝的晶体尺寸较小且排列规整,对紫外光的吸收、反射及折射最少;颜料化方法也会影响颜料晶型和粒径,捏合法加工依靠强大的机械冲击力和摩擦剪切力的作用改变颜料的晶型和粒径,相比于球磨法β型酞菁蓝,捏合法β型酞菁蓝具有更为规整的晶体形状,晶胞的三个棱边长度差距更小,这样晶体排列会更加紧密和规整;在Cu Pc分子平面上引入卤素原子,在晶体排列时影响了在结晶分子平面上的拼合堆积,抑制了分子按β型晶格形式的紧凑堆积,会使得颜料晶型更单一纯净,体现出更鲜艳的颜色。由于晶型的单一纯净,晶体堆积的更加规整,减少了晶体间间隙对UV光的吸收、折射等,可以提高UV光的透射率;颜料化过程通过表面包覆剂对反应液中析出的细小颜料粒子进行包覆并稳定,可以得到晶体尺寸非常小的颜料,实验发现晶体尺寸越小的P.R.254颜料具有更高的紫外光透射率。从上述结论中也可以得出:晶体尺寸越小、晶型单一或者近似、晶体排列越规整的颜料对UV光的散射较少,即对UV光的透射率影响较低。使用扩链型PUA乳液及羟基硅油改性PUA作为涂料印花粘合剂,选择对UV光透射率影响低的颜料作为着色物质,配以光引发剂,经紫外光辐射,得到性能优良的印花织物,固化速度非常快,印花织物清晰度高,羟基硅油对水性聚氨酯丙烯酸酯的改性提高了印花织物的湿摩擦牢度。
李文倩[3]2013年在《纳米二氧化硅溶胶改性及其在水性聚氨酯乳液中的应用研究》文中研究表明随着时代的进步和社会的发展，环保问题越来越得到人们的普遍关注，环保产品迅速发展，环保型涂料所占比例也在大幅度上升。水性聚氨酯涂料以其耐磨耗、耐射线辐射、高弹性等优点，成为当前发展的主要方向，被广泛应用于各个领域。但水性聚氨酯目前还存在耐水性不强、耐溶剂性和物理机械性能差，光泽度不够等缺点，较大程度上影响了它的推广应用。无机纳米材料具有耐候性好、硬度高、耐水、耐碱性强等特点，将其应用于涂料领域，为开发新型涂料提供了一条新的途径。因此，研究纳米材料对水性聚氨酯的改性具有非常重要的意义。本论文首先采用不同种类硅烷偶联剂对纳米SiO_2溶胶进行表面改性，然后将改性后的纳米溶胶与不同应用领域的聚氨酯乳液进行物理共混，制备出性能优良的纳米复合水性聚氨酯乳液。其主要研究内容包括如下几个方面：1、分别采用甲基三乙氧基硅烷（MTES）、二甲基二乙氧基硅烷（DMDES）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）及γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（KH560）对纳米SiO_2溶胶进行表面改性，探讨了硅烷偶联剂种类，SiO_2/偶联剂摩尔比，pH值以及改性时间对纳米SiO_2溶胶改性效果的影响，并利用红外光谱（FTIR）对纳米溶胶的结构进行表征。实验结果发现：在反应时间为4h，pH值为4左右，SiO_2/偶联剂摩尔比为6:1的条件下，KH560可以很好地改善纳米粒子的表面性质，改性后的纳米SiO_2溶胶粒径有所降低，分布均一，保存稳定性良好，而且纳米粒子可以均匀地分散在水性乳液中。2、将改性纳米溶胶添加到ABS用水性聚氨酯乳液中，探讨了硅溶胶与KH560摩尔比以及改性纳米溶胶添加量对涂膜基本力学性能、耐水性等综合性能的影响，通过透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）对复合乳液微观结构及涂膜性能进行表征。结果表明：当硅溶胶与KH560摩尔比为6:1，添加量为5～10%时，硅溶胶/KH560改性水性聚氨酯复合乳液及涂膜的综合性能最佳。涂膜摆杆硬度提高了130%，涂膜硬度得到明显提高；质量损耗由最初的10.3mg降为7.8mg，明显提高了涂膜的耐磨性；涂膜耐划伤负载量也由1000GRMS提升到1200GRMS；吸水率从11.2%下降到6.5%，耐水性能得到明显提高；接触角由67°增大到75°，疏水性也得到改善；耐候性及耐溶剂性均得到增强。另外，硅溶胶/KH560的添加对涂膜光泽度以及透光率影响不大，雾度呈现先降低后增大的趋势，表现出可调节性。3、将改性纳米溶胶添加到木器用水性聚氨酯乳液中，研究了纳米溶胶添加量对涂膜机械性能、耐水性等综合性能的影响。结果表明，当改性硅溶胶添加量为10%～15%时，涂膜性能最佳。涂膜摆杆硬度提高了37.4%，吸水率从12.7%降低到10.7%，耐划伤负载量由300GRMS提升到900GRMS，涂膜耐磨质量损耗从50.8mg降低到14.3mg，耐盐雾能力从336h延长到600h。
王林生[4]2013年在《防眩光用水性聚氨酯涂层涂料的合成与性能研究》文中指出本文选用分子量1000（DL-1000）和400（DL-400）的聚醚多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、亲水改性扩链剂二羟甲基丙酸（DMPA）合成水性聚氨酯（PU）分散体。结果表明，当DL-1000/DL-400（摩尔比0.5/0.5）为79.5g，二苯基甲烷二异氰酸酯为62.5g，DMPA为8.52g，合成的PU分散体重均分子量在6~8万，分子量分布系数在1.8~2.0。对乳液的粘度和固含量、涂膜性能进行了表征，考察了乳液的流变性能，发现随着聚醚多元醇DL-1000含量的提高，聚氨酯分散体的柔顺性好，刚性差，制备的乳液流变性能的储能模量随频率的增加而较滞后出现肩状平台趋势，松弛弹性模量随温度的增加而出现滞后性的减小趋势。采用微乳液聚合,以十二烷基硫酸钠（SDS）为乳化剂，过硫酸铵APS为引发剂，制备了PS、PMMA、PBA/PS、PBA/PMMA、SiO_2/PS五种纳米微球、SiO_2/PMMA微球，采用TEM、动态光散射（DLS）对微球的粒径、分布系数进行了表征。纳米微球在乳液中的稳定性研究表明，SiO_2/PS、SiO_2/PMMA分布系数较宽，容易出现异相沉降，PS、PMMA、PBA/PS、PBA/PMMA四种纳米微球与水性PU乳液的相容性好，且分布系数窄，在乳液中存在的稳定性好。研究表明，所制备的微球均能提高涂层的防眩光性能，表征了涂层的漆膜附着力、透明度、光泽度、涂层的表面形貌，发现随着微球添加量的增加，涂层的透明性降低，雾度增加，光泽度降低。PBA/PMMA和SiO_2/PMMA微球防眩光效果较好，光泽度在20左右，由于SiO_2/PMMA微球粒径在150nm左右，使涂层透明性下降，雾度达到31。核壳结构的PBA/PMMA纳米微球，添加量在5份时，涂层光泽度在25%，透明度90%，雾度在16%。
张威[5]2012年在《MDI型阳离子水性聚氨酯的合成及改性研究》文中提出水性聚氨酯是一种以水为连续相、聚氨酯粒子为分散相的环保型高分子材料。它具有无毒、低VOC含量等优点,具有较大的应用价值与发展前景。水性聚氨酯可以根据分散粒子所带电荷的不同分为阳离子型水性聚氨酯、阴离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。近年来,关于阴离子型水性聚氨酯及其改性研究与应用的报道相对较多,阳离子型与非离子型水性聚氨酯的研究报道则相对较少,而阳离子水性聚氨酯有其独特的特点,潜在的应用价值较大,因此关于阳离子型聚氨酯相关的研究与应用也有待开发,特别是利用新类型异氰酸酯制备阳离子型水性聚氨酯材料的研究与应用开发。目前,在各类关于阳离子水性聚氨酯的研究报道中,大多仍然以异佛尔酮二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯为主要异氰酸酯类原料,其它异氰酸酯类型的研究开发相对较少。二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),由于其分子的规整性,及其特殊的两个苯环的结构,使其所合成的聚氨酯材料具有较为优异的性能,许多溶剂型聚氨酯均采用其作为异氰酸酯组分进行合成。本文选用MDI为异氰酸酯类原料尝试性合成阳离子型水性聚氨酯。本文以聚醚(N-210)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、一缩二乙二醇(DEG)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主要合成原料,采用三步法,合成出一系列不同MDEA质量含量或不同MDI质量含量的MDI型阳离子水性聚氨酯乳液。通过红外(FTIR)、粒径、拉伸力学、硬度、热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、吸水率、耐酸碱及接触角等测试研究了MDEA或MDI质量含量的变化对乳液的制备、乳液及材料性能的影响。研究测试结果表明,MDEA质量含量的过大或过小均影响乳液的制备；MDEA含量较大时,乳液状态较好,乳液粒径也较小,但MDEA含量的增加会破坏材料中分子链之间的二级键作用力,降低材料的拉伸断裂强度,此外,材料的耐水性能也有所降低；MDI作用恰好与MDEA产生的效果想反,当MDI含量较大时,由于异氰酸酯较多,乳液难于制备,乳液的状态也较差,粒径较大,但由于MDI分子的规整性好,可提高材料中分子链之间的二级键作用力,提高材料的机械力学性能,材料的耐水性能也有所提高。将蓖麻油引入MDI型阳离子水性聚氨酯的合成过程中,可将蓖麻油的分子接入MDI型阳离子水性聚氨酯分子链中,对材料进行化学改性。通过红外(FTIR)、粒径、拉伸力学、硬度、热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、吸水率、耐酸碱及接触角等测试对所合成材料的分子结构、乳液及胶膜性能进行测试分析。测试结果表明,蓖麻油的引入,使得乳液的平均分散粒径增大,粒径分布变宽,但随着蓖麻油含量的提高,乳液的平均分散粒径逐渐变小,且粒径分布逐渐变窄；当蓖麻油含量增大时,对材料的热性能及硬度并没有太大影响,但对材料的拉伸力学性能具有明显提高,蓖麻油含量达到9.33%时,材料的拉伸断裂强度提高了24.7%；此外,材料的耐水、耐酸碱性能也具有明显提高,材料的表面疏水能力也有一定提高。
邵菊美[6]2003年在《水性聚氨酯的合成及其改性研究》文中研究表明以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体，三乙胺(TEA)为中和剂，与甲苯-2，4-二异氰酸酯(TDI)，聚醚二元醇E220(分子量2000)，二甘醇(一缩二乙二醇，DEG)，三羟甲基丙烷(TMP)，制备了水性聚氨酯。研究了各个化学组分对乳液相转变、粘度、稳定性的影响以及对膜机械性能、耐介质性能的影响。结果表明：随着NCO／OH比值的增大，乳化时乳液的粘度升高，相转变点后延，乳液的平均粒径逐渐增大，膜的拉伸强度增加，断裂伸长率降低，耐水性增强，而耐丙酮性下降；随着DMPA用量的增加，体系的粘度升高，相转变点后延，乳液的平均粒径下降，膜的断裂伸长率下降，拉伸强度先增大后减小，当羧基含量大于12％时，强度下降，耐水性下降，而耐丙酮性增强；随着TMP用量的增加，乳液的粘度下降，相转变点前趋，粒径先减小后增大，TMP用量为4％时粒径最小，膜的强度先增加后降低，当交联剂用量约为4％时，拉伸强度达到最大值，膜的耐介质性呈曲线变化，当TMP含量达到4％左右，吸丙酮率及吸水率均低于10％，胶膜具有较好的耐水性；随着DEG用量的增加，乳液的粘度减小，相转变点前趋，乳液粒径下降，膜的强度增大，断裂伸长率增加，耐水性及耐丙酮性均下降。 将聚丙烯酸酯(PA)与制得的水性聚氨酯(PU)乳液进行共混改性，通过透射电镜(TEM)、X射线衍射、红外光谱(FTIR)及热失重法(TGA)研究了共混膜的结构形态，并测定了共混膜的机械性能和耐介质性能。X射线衍射及FTIR光谱的分析结果均表明PU／PA共混膜中，成膜的两种组分间存在某种相互作用，PA的加入促使了聚氨酯结晶结构的形成；热分析结果表明PA的加入提高了聚氨酯的热稳定性；透射电镜结果表明PU与PA之间存在一定的相容性和共混程度；PA的加入有利于提高PU的强度和断裂伸长率，其中当水性聚氨酷的合成及其改性研究中文提要PA的含量为20%时，共混膜的强度和伸长率均达到最大值，耐介质性能也有较大的提高。
王玥[7]2017年在《水性聚氨酯/纳米粒子复合材料的制备与性能研究》文中指出本实验以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、不同分子量的聚已二酸丁二醇酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,水为分散剂,制备不同硬段比例的水性聚氨酯乳液,之后干燥成膜进行测试研究。选取软硬段比例适宜的水性聚氨酯为空白对比组,在此基础上分别添加不同百分比的纳米羟基磷灰石,经KH550改性的纳米蒙脱土和纳米二氧化钛,以制备性能优异的功能性WPU复合乳液并干燥成膜。最后进行红外光谱、XRD、DSC、TGA、AFM、力学拉伸和粒径分析等表征与测试方法。水性聚氨酯中,软硬段的比例对其各项性能均有很大影响。红外光谱在3362cm-1、1734cm-1和1558cm-1出现了特征吸收峰,且2280cm-1的吸收峰消失,表明合成了水性聚氨酯。在硬段含量为40%时,复合薄膜的表面比较光滑平整,无皱痕,且拉伸强度为11.51MPa,断裂伸长率为851.26%,拥有较好的玻璃化转变温度,同时接触角为81.77°,疏水性较好,而乳液平均粒径仅为235.3nm,该组分薄膜综合性能较好。在HA加入体系后,红外光谱在1035 cm-1和566 cm-1处出现了 HA的特征峰,HA与WPU结合。HA在聚氨酯基体中呈无定形结构。在HA的加入量为1%时,材料表面相对光滑均匀,拉伸强度为18.64MPa,断裂伸长率达到845.87%。对于耐热性能,初始分解温度略有提高,最终分解稳定温度也优于改性前。而且水接触角为79.34°,疏水效果较好。HA的添加含量在1%,体系综合性能较好。MMT经KH550与KH570改性后,红外光谱中均出现了硅烷偶联剂的特征吸收峰。但经KH550改性后耐热性能与层间距均优于KH570改性,故选用前者。在OMMT/WPU复合薄膜中,红外光谱在1039cm-1和466cm-1处的吸收峰为MMT的吸收峰,MMT与WPU结合。OMMT的加入使其热稳定性提高,而无定型结构增加。但OMMT的加入导致了体系力学性能与疏水性能降低。另外在OMMT含量为0.2%和0.4%时,乳液平均粒径仅为91.2nm和169.8nm,乳液稳定性优异。Ti02经KH550改性后,其红外光谱出现了硅烷偶联剂的吸收峰,TiO2被改性;同时其热稳定性也优于改性前。TiO2加入体系后,红外谱图在1066cm-1处出现了 TiO2的特征吸收峰,复合乳液被制备。纳米TiO2会使材料结晶性能降低。在TiO2含量为0.8%时,材料热分解温度最高,耐热性能较好;同时疏水性能较好,接触角为78.65°。而在TiO2添加量为0.2%时,材料的力学性能最佳。
艾九红[8]2011年在《纳米TiO_2复合水性乳液涂料的制备》文中认为水性涂料以水为分散介质,具有无毒、不易燃烧、低挥发性有机化合物(VOC)和环境友好等优点,但目前水性涂料性能一般不及传统的溶剂型涂料,主要表现为涂膜硬度低和耐水性较差,使其在应用上受到极大的限制,而将无机纳米材料添加到高分子树脂中制备成水性纳米复合涂料可克服上述缺陷。纳米TiO2具有独特的光催化作用,能赋予涂料抗紫外和自清洁的功能,故将纳米TiO2复合到水性涂料中的研究具有十分重要的意义。因纳米TiO2颗粒小和具有高比表面积容易发生团聚,导致其在聚合物中的分散性差,故对纳米TiO2进行亲油表面改性成为制备水性纳米复合乳液涂料的关键。本文主要工作为：(1)研究了直接用二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)对纳米TiO2改性,将接枝在纳米TiO2表面的异氰酸酯基团与聚醚二醇(PPG)、一缩二乙二醇(Diethylene glycol)和二羟甲基丙酸(DMPA)三种含羟基组分原料进行逐步聚合反应,使纳米TiO2粒子接枝到聚氨酯分子链上,成功制得水性纳米TiO2聚氨酯核壳复合乳液。(2)研究了直接用二苯甲烷二异氰酸酯对纳米TiO2改性,将接枝到纳米TiO2表面的异氰酸酯基团与聚醚二醇、二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇和环氧树脂(E51)四种含羟基组分原料进行逐步聚合反应,成功将纳米TiO2接枝到环氧-聚氨酯分子链上,制备出性能优异的纳米TiO2改性环氧树脂-聚氨酯三元核壳复合乳液。(3)通过一步法制得油酸改性的纳米TiO2,再采用预乳化半连续法制备了纳米TiO2苯丙复合乳液。研究了纳米TiO2含量对聚氨酯涂膜、环氧-聚氨酯涂膜和苯丙涂膜耐水性、热稳定性、力学拉伸强度以及紫外吸收性能的影响,以及环氧树脂含量对聚氨酯耐水性和乳液粒径分布的影响。结果表明适量的纳米TiO2能明显改善涂膜的耐水性和热稳定性,其中0.6 wt%纳米TiO2含量的复合涂膜硬度可达H级,苯丙复合涂膜的最大拉伸强度可达12.3 MPa,所制得的纳米TiO2改性环氧-聚氨酯核壳复合乳液和纳米TiO2苯丙复合乳液具有广泛的应用前景。
王聪聪[9]2015年在《废弃PET降解制备水性聚氨酯及环氧改性研究》文中认为PET聚酯材料具有质轻、易加工、高透明度、尺寸稳定等优点而被广泛用作包装材料。但是消费后的PET不仅污染环境,而且是一种资源浪费。本文以废弃的PET聚酯瓶为研究对象,用乙二醇将其降解,并利用降解产物制备了绿色环保型高分子材料-水性聚氨酯。此法不仅减轻了环境压力,而且是发展循环经济的重要举措。为进一步提高聚氨酯的综合性能,采用环氧树脂E-44对其改性,制备出稳定性好且性能优良的环氧改性水性聚氨酯材料。采用醇解法,以乙二醇为溶剂、醋酸锌为催化剂催化降解废弃PET,并探究了最佳的降解工艺条件。结果表明：乙二醇和PET的质量比为3：1,反应温度为196℃,催化剂用量为PET质量的0.2%,反应时间3小时。在此条件下反应,PET基本上完全降解,产率最高为97.2%。降解产物经羟值检测、红外吸收、核磁共振和热重表征,证实为对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)及其低聚物的混合物。采用预聚体分散法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、PET降解产物为主要原料,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为内交联剂,三乙胺(TEA)为中和剂制备了水性聚氨酯乳液。研究了初始n(NCO)/n(OH)值、异氰酸根指数(R)、DMPA用量、TMP用量和中和度等因素对乳液和胶膜性能的影响。结果表明：当初始n(NCO)/n(OH)值为4.0,异氰酸根指数为1.3-1.4,DMPA用量为5%,TMP用量为3%,中和度为90%-100%时,制备的乳液平均粒径为36 nm,粘度为65 mPa.s,离心稳定性好；胶膜拉伸强度为3.2 MPa,铅笔硬度为H,附着力为0级。并通过红外吸收光谱、热重分析和差示扫描量热分析等手段对产物的结构和热稳定性进行表征。用环氧树脂对水性聚氨酯进行改性。研究了环氧树脂加入方式和加入量对改性聚氨酯性能的影响。结果表明：环氧树脂的加入显著地提高了涂膜的耐水性、硬度和拉伸强度,环氧树脂在扩链阶段加入,适宜的加入量为6%-8%,制得的乳液平均粒径为50 nm,粘度为44 mPa.s,胶膜拉伸强度为6.4 MPa,24 h吸水率降低至7%,铅笔硬度为3H,附着力为1级。环氧改性聚氨酯乳液外观好且贮存稳定,粘度适中,胶膜的力学强度和耐热性显著提高。
吴晓波[10]2010年在《水性聚氨酯的合成与改性研究》文中研究说明分别研究了预聚反应温度、硬段及亲水基团的含量、R值(即-NCO/-OH的比值)、胺类扩链剂的加料方式对水性聚氨酯乳液及其涂膜的影响;利用有机硅和丙烯酸酯单体改性水性聚氨酯分别得到有机硅改性水性聚氨酯PUDS及丙烯酸酯改性水性聚氨酯GDPUA乳液。1.预聚反应温度是聚氨酯树脂制备中一处重要的控制因素,控制好聚合反应主要是控制好预聚反应温度,同时R值、硬段及亲水基团的含量、胺类扩链剂的加料方式改变了水性聚氨酯分子链的结构以及相互之间的作用力,对水性聚氨酯的乳液的粒径、稳定性、粘度、固含量及聚氨酯胶膜的力学性能等有较大影响。结果表明:当预聚反应温度为65～80℃,-COOH%含量为2%,R值为1.4,乙二胺扩链剂采用乳化前后各加一半时,可获得稳定的高固含量(43%左右)水性聚氨酯乳液及性能优异的聚氨酯涂膜。2.考察了聚醚型氨基硅油用量对有机硅改性水性聚氨酯PUDS乳液及其涂膜性能的影响,结果表明:使用聚醚型氨基硅油对水性聚氨酯进行改性能够获得贮存稳定性较好的复合乳液;当聚醚型氨基硅油含量在2～3%时,涂膜综合性能优良。3.讨论了引发剂的选择、聚合温度、聚丙烯酸酯的用量以及MMA/BA之间质量比对水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液(GDPUA)及其涂膜的性能影响;并通过TEM、DSC、TG与普通方法制得的水性聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液(如共混法PUPA、末端引入双键法PUA)及其涂膜进行对比,结果表明:GDPUA乳液较其它改性方法具有更小的粒径,核壳结构明显,显著改善树脂体系相容性,同时复合乳液GDPUA胶膜热稳定性能有很大提高;当单体质量比为MMMA/MBA=3:2、聚丙烯酸酯含量在40%左右时,复合乳液的综合性能优异。
参考文献：
[1]. 阳离子PU的改性研究、CaCO_3/PU复合材料的制备及部分皂化SUE的表面活性研究和应用[D]. 仉丽. 青岛科技大学. 2007
[2]. 水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究[D]. 张涛. 江南大学. 2016
[3]. 纳米二氧化硅溶胶改性及其在水性聚氨酯乳液中的应用研究[D]. 李文倩. 上海大学. 2013
[4]. 防眩光用水性聚氨酯涂层涂料的合成与性能研究[D]. 王林生. 北京化工大学. 2013
[5]. MDI型阳离子水性聚氨酯的合成及改性研究[D]. 张威. 安徽大学. 2012
[6]. 水性聚氨酯的合成及其改性研究[D]. 邵菊美. 苏州大学. 2003
[7]. 水性聚氨酯/纳米粒子复合材料的制备与性能研究[D]. 王玥. 天津科技大学. 2017
[8]. 纳米TiO_2复合水性乳液涂料的制备[D]. 艾九红. 湘潭大学. 2011
[9]. 废弃PET降解制备水性聚氨酯及环氧改性研究[D]. 王聪聪. 湖南大学. 2015
[10]. 水性聚氨酯的合成与改性研究[D]. 吴晓波. 合肥工业大学. 2010