基于点击化学硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的研究
硅烷改性水性聚氨酯的制备和性能研究
硅烷改性水性聚氨酯的制备和性能研究摘要：本文对硅烷改性水性聚氨酯的制备方法和性能进行了研究。
通过改变硅烷添加量和反应条件，得到了不同硅烷改性水性聚氨酯的样品，并对其物理性能进行了测试。
实验结果表明，硅烷的添加可以显著改善水溶性聚氨酯的耐磨性、硬度和耐久性。
1. 引言水性聚氨酯作为一种环保型涂料材料，具有良好的附着性、抗冲击性和耐磨性等特点，被广泛应用于家具、汽车、建筑等行业。
然而，水性聚氨酯在一些特殊环境下的性能还有待改善。
为了提高水性聚氨酯的性能，许多研究者开始探索添加不同功能化合物来改性聚氨酯的方法。
硅烷在聚氨酯材料中具有独特的性质，可以提高材料的耐磨性、硬度和耐久性。
因此，将硅烷引入水性聚氨酯中，可以进一步提高其性能，并满足特定应用领域的需求。
2. 实验方法2.1 材料本实验使用的材料包括聚醚多元醇、二异氰酸酯、硅烷、有机溶剂和助剂。
2.2 制备方法首先，将聚醚多元醇、二异氰酸酯和有机溶剂按一定比例混合，并在一定温度下反应一段时间，制备水性聚氨酯树脂。
然后，将硅烷逐渐添加到水性聚氨酯树脂中，并继续搅拌反应一段时间，以确保硅烷均匀分散在聚氨酯中。
最后，将助剂加入混合物中，搅拌均匀后得到硅烷改性水性聚氨酯。
3. 结果与讨论3.1 形态观察通过扫描电子显微镜观察硅烷改性水性聚氨酯的表面形态，发现添加硅烷后，聚氨酯表面出现了一层均匀的硅烷膜。
硅烷膜有助于提高水性聚氨酯的耐磨性和硬度。
3.2 力学性能测试使用万能材料试验机测试硅烷改性水性聚氨酯的硬度、强度和弹性模量。
实验结果表明，硅烷的添加可以显著提高水性聚氨酯的硬度和强度，同时不影响其弹性模量。
3.3 耐久性测试将硅烷改性水性聚氨酯样品置于一定湿度和温度条件下进行耐久性测试。
测试结果显示，在相同条件下，硅烷改性水性聚氨酯的耐久性比普通水性聚氨酯更好，更能抵抗湿度和温度的影响。
4. 结论通过添加硅烷改性水性聚氨酯的制备方法和性能研究，我们得出以下结论：1. 硅烷的添加可以形成均匀的硅烷膜，提高水性聚氨酯的耐磨性和硬度；2. 硅烷的添加不影响水性聚氨酯的弹性模量，保持了其良好的弹性特性；3. 硅烷改性水性聚氨酯具有较好的耐久性，能更好地应对湿度和温度的影响。
硅烷改性自交联水性聚氨酯的合成及其涂膜性能研究
涂 料 工 业
ＰＡＩ ＮＴ ＆ Ｃ０ＡＴＩ ＮＧＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
Ｖｏ ． Ｎｏ ８ １４０ ．
Ａｕ ２０１ ｇ． ０
硅 烷 改 性 自 交 联 水 性 聚 氨 酯 的 合 成 及 其 涂 膜 性 能 研 究
沈 一丁 ， 燕 ， 小娟 （ 育部 轻化 工助 剂化 学与技 术 重点 实验室 ， 西科 技 大 学 ， 杨 赖 教 陕 西安 ７０ ２ ） １０ １
摘 要： 以异佛尔酮二异氰 酸酯 （Ｐ Ｉ 、 ＩＤ ） 聚醚二 元醇 （ Ｔ Ｐ ＭＧ） 及二 羟 甲基丙酸 （ ＭＰ 为主要 原料 ， Ｄ Ａ） 合成 了聚氨酯
预 聚 体 ， 引 入 含 酮 羰 基 的 双 羟 基 化 合 物 （ Ｄ ） 预 聚体 进 行 交 联 ， 加 入 ３一氨 丙 基 三 乙 氧 基 硅 烷 （ Ｈ ５ ） 性 ， 并 Ｄ Ｐ与 再 Ｋ ５０ 改 合
ｔ ｅ ｐ ｌｕ ｅｈ ｎ ｓｃ ｒ ｃｅ ｉｅ ｙ ＦＴＩ ．ＴＧ ｎ ｈ ｏｖ ｎ ｅ ｉｔ ｎ ｅ．ｔ ｒ ｌｓａ ｉｉ ｎ ｃ ａ ｉ ａ ｈ ｏｙ ｒ ｔ ａ ｅｗａ ｈａａ ｔｒｚ ｄ ｂ Ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌ ｅ ｔｒ ｓｓａ ｃ ｈｅ ｍａ ｔｂ ｌｔ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｙ
ｎ ｎ （Ｐ Ｉ ，ｐ ｌｅ ｅ ｏ ｏ （ Ｔ １ ０ ） ａ ｄ ｄｍｅ ｙ ｌｐｏ ｉ ｉ ａｉ Ｄ Ａ） ａｅ ＩＤ ） ｏ ｔ ｒｐｌ ｌ Ｐ ＭＣ ０ ｙｈ ｙ ０ ｎ ｉ ｔ ｌ ｒｐｏ ｃ ｃｄ（ ＭＰ ，ｗ ｉ ａ ｈ ｎ ｈｏ ｎ ｈ ｈ ｗ ｓｔｅ ｃ
ｃ ｏ ｓｉ ｅ ｔ ｅ ｏ ｅ ｃ ｒ ｏ ｙ ｏ ｔｉ ｉ ｇ ｄ ｈ ｄ ｏ ｙ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ａ ｄ ｍｏ ｉ ｅ ｔ — ｍｉ ｏ ｒ ｐ ｈｒｅｈ ｘ－ ｒｓｌ ｎｋ ｄ ｗｉｈ ｋ ｔｎ ａ ｂ ｎ ｌｃ ｎ ａｎ ｎ ｉ ｙ ｒ ｘ ｏ ｏ ｎ ｎ ｄ ｆ ｄ ｗｉｈ ３— ａ ｎ ｐ ｏ ｙ ｉｔ ｏ － ｉ
硅烷偶联剂改性阳离子水性聚氨酯的研究
硅烷偶联剂改性阳离子水性聚氨酯的研究叶锦刚;朱伟;张杰;汤嘉陵【摘要】Cationic waterborne polyurethane was hybrided by silane coupling agent KH550 as terminating agent and a new kind of silane coupling agent prepared by KH550 and KH560 via chemical reaction and physical blending, respectively. The structure, particle size, surface morphology was characterized by FTIR, size analyzar and AFM. The mechanical properties, water and solvent resistance of samples were also tested. The results confirmed the formation of SiO2 in the two systems and the diffusion of SiO2 in hybrid system was better than that in composite system. Chemical modification was better than physical blending on improvement of properties products.%以硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为封端剂对阳离子型水性聚氨酯进行杂化改性,并以KH550和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)为原料合成新型偶联剂D,对聚氨酯进行复合改性,分别合成了纳米SiO2/PU杂化材料和纳米SiO2/PU复合材料.通过FT-IR、粒径分析、AFM对样品的结构进行表征,并对样品的力学性能和耐水性、耐溶剂性进行测试.结果表明:两种体系均生成了二氧化硅相,二氧化硅相在杂化体系中的分散性好于其在复合体系中的分散性.对提高产品性能而言,化学封端改性比物理共混改性更有效.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2011(041)002【总页数】5页(P25-28,32)【关键词】阳离子型水性聚氨酯;硅烷偶联剂;纳米二氧化硅【作者】叶锦刚;朱伟;张杰;汤嘉陵【作者单位】四川大学高分子科学与工程学院,成都,610065;四川大学高分子科学与工程学院,成都,610065;四川大学高分子科学与工程学院,成都,610065;四川大学高分子科学与工程学院,成都,610065【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4与溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯具有较低的VOC含量和HAP(Hazardous Air Pollutant)值［1］，符合环保的要求，因此愈来愈受到人们的青睐。
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯涂层
分析仪测定聚合物的红外光谱图。以氘代Ｄ Ｏ为 ＭＳ 溶剂 ， 用Ｕｎｔ一０ 型核 磁共 振 谱仪 测定 聚 合物 的 采 ｉ ２０ ｙ １— Ｈ ＮＭＲ谱 图。 采 用 Ｔ 一０ ０型热 失重 分 析仪 测 ＧＡ ２ ５
定样 品的热 分解 温 度。以 丁酮 为抽 提 液，采 用索 式
抽 提 法测 定 固化 涂层 的凝 胶 含量 。采 用 ＧＢＴ １ ３ — ／ ７ ０ １ ９ 、 ／ ７ ２ １９ 和 ＧＢ １ ２ —９ ９ 准分 别 测 ９ ３ ＧＢＴ １ ３ —９ ３ ７ ０ １７ 标
聚 氨 酯（ 简称 Ｐ 是 一种 性 能 优 良的 高分 子 材 Ｕ） 料 。传统 的溶剂 型 聚氨 酯涂 料在 施 工过 程 中排放 大
量 挥发 性有 机 化合 物（ ｃ ， 造成的摩尔 比 １ 、１１ ２ １ 别 向聚氨 酯 中加 入 ＫＨ ／ ／和 １分 ２ ５０ ６ ，混合 均 匀后 ，涂布 在 玻璃 板和 马 口铁 板上 ，室 温 下 放置 一周 后， 测定 涂 层 的性 能。
本 文 采用 文 献 ［】 方法 合 成 了端 酰 肼 基水 性 聚氨 ３的
酯， 过 其与 硅烷 偶联 剂 Ｙ（，一 通 ． ３ 环氧丙 氧 基） 基三 ２ 丙 甲氧 基硅 烷（ ６ ） ＫＨ ５ ０ 的固化 反应 ， 获得 性能 优 良 的 涂 层。 １实验 部分
１１ 水 性 聚 氨 酯 的 制 备 及 固化 ．
１２ 分 析 及 测 试 ．
聚 氨酯涂 料 以水 为介 质 ，具有 不 燃、气 味小 、无 环
境 污染 等诸 多优 点，近年 来 得到 广泛 关注 『 。按 通 ｌ －
以Ｔ ＨＦ为溶剂 ， 采用 １０ ５ Ｃ凝 胶色 谱仪 测 定聚
合 物 的分 子量 。采 用 Ｎｉｏｅ ５ ０ ＡＴ —ＴＩ 外 ｃ ｌｔ ６ 型 Ｒ Ｆ Ｒ红
有机硅改性水性聚氨酯的研究
有机硅改性水性聚氨酯的研究一、本文概述随着环保理念的深入人心和科学技术的不断进步，水性聚氨酯作为一种环境友好型高分子材料，在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张处理剂、纤维处理剂以及高分子膜等多个领域得到了广泛应用。
然而，传统的水性聚氨酯在某些性能上仍存在一定不足，如耐水性、耐溶剂性、耐候性等方面的性能有待提升。
因此，通过改性提高水性聚氨酯的性能成为了研究的热点。
有机硅材料以其独特的结构和性能，如良好的耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等，成为了改性水性聚氨酯的理想选择。
有机硅改性水性聚氨酯不仅继承了水性聚氨酯的环保性，还大幅提升了其耐水、耐候等性能，拓宽了其应用领域。
本文旨在深入研究有机硅改性水性聚氨酯的制备工艺、性能表征及应用性能，探讨有机硅改性对水性聚氨酯性能的影响机理。
通过系统的实验研究和理论分析，为有机硅改性水性聚氨酯的工业化生产和应用提供理论支持和技术指导。
本文也期望通过这一研究，为推动水性聚氨酯材料的发展和应用做出一定的贡献。
二、有机硅改性水性聚氨酯的制备方法有机硅改性水性聚氨酯的制备主要涉及到有机硅化合物的引入和水性聚氨酯的合成两个主要步骤。
以下将详细介绍这一制备过程。
需要选择适合的有机硅化合物进行改性。
常见的有机硅化合物包括硅烷偶联剂、聚硅氧烷等。
这些化合物具有良好的耐水、耐候和耐化学腐蚀性能，能够有效提高水性聚氨酯的性能。
在选择有机硅化合物后，需要进行适当的处理，如水解、醇解等，以使其能够更好地与水性聚氨酯反应。
水性聚氨酯的合成通常采用预聚体法。
将异氰酸酯与多元醇进行预聚反应，生成预聚体。
然后，在预聚体中加入扩链剂、催化剂、水等，进行链扩展和乳化，最终得到水性聚氨酯乳液。
在合成水性聚氨酯的过程中，将处理后的有机硅化合物引入反应体系。
有机硅化合物可以与预聚体中的异氰酸酯基团发生反应，形成硅氧键，从而将有机硅链段引入水性聚氨酯分子链中。
通过控制有机硅化合物的加入量和反应条件，可以实现对水性聚氨酯性能的调控。
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯涂层[1]
![硅烷偶联剂改性水性聚氨酯涂层[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/efd7aa71f242336c1fb95e07.png)
王 浩 １，唐黎明 １，陈久军 １，金凤友 ２，刘利军２
（１．清华大学 化学工程系，北京 １０００８４；２．绥化学院 实验中心，黑龙江 绥化 １５２０６１）
摘要 ：合成了系列端酰肼基阴离子型水性聚氨酯，并用 ＧＰＣ、ＩＲ 及 １Ｈ－ＮＭＲ 分析其结构，通过其与硅烷偶联剂 γ－（２，３－环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（ＫＨ ５６０）的室温固化反应，得到了性能优异的聚氨酯涂层。 关键词 ：水性聚氨酯 ； 硅烷偶联剂 ； 室温固化 ； 涂层 中图分类号：ＴＱ ６３７．０ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－１６７２（２００６）０４－０００１－０２ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ－Ｂａｓｅｄ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｓｉｌａｎｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ａｇｅｎｔ ／ Ｗａｎｇ Ｈａｏ ｅｔ ａｌ ／／ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ａｎｉｏｎｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ ｗｉｔｈ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｈｙｄｒａｚｉｄｅ ｇｒｏｕｐｓ ｗｅｒｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｕｃ－ ｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ｂｙ ＧＰＣ， ＩＲ ａｎｄ １Ｈ－ＮＭＲ． Ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｃｕｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ γ－（ ２，３－ｅｐｏｘｙ ｐｒｏｐｏｘｙ） ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｉｃａｎｅ （ＫＨ ５６０） ａｔ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｏ ｆｏｒｍ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｏｆ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ． Ｋ ｅ ｙ Ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ； ｓｉｌａｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ； ｃｕｒｉｎｇ ａｔ ａｍｂｉｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｃｏａｔｉｎｇ
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯胶黏剂张大鹏何立凡王海侨李效玉( 北京化工大学碳纤维与功能高分子教育部重点实验室，北京 100029)摘要: 以聚已二酸-1，4-丁二醇酯( PBA2000) 、甲苯二异氰酸酯( TDI) 、二羟甲基丙酸( DMPA) 和一缩二乙二醇( DEG) 为原料合成了一种聚氨酯预聚体，通过在预聚体中引入可室温交联的硅烷偶联剂，制备得到了一种单组份自交联的水性聚氨酯胶黏剂。
探讨了硅烷偶联剂加入方式，用量对乳液及胶膜性能的影响。
结果表明: 当硅烷偶联剂用量为预聚体质量分数的 1. 5%时，胶黏剂对塑料薄膜 PET/CPP 的粘接强度显著提高，由改性前的 1. 3 N/15mm 增大至 1. 7 N /15 mm; 复合薄膜经过沸水煮后，T 剥离强度由 1. 0 N /15 mm 变为 1. 5 N /15 mm。
关键词: 水性聚氨酯; 复合薄膜; 硅烷偶联剂; 自交联中图分类号: TQ433. 4引言水性聚氨酯胶黏剂以其对各种薄膜广泛的适应性，胶膜优异的柔韧性，耐化学品性等特点而备受人们关注［1 －2］。
大多数水性聚氨酯胶膜遇水易溶胀，耐水性及耐热性不佳，限制了其使用场合［3 －4］。
提高聚氨酯的交联度是改善以上缺点的一个有效途径。
Lewandowski 等［5］向聚氨酯分子链中引入了硅烷衍生物，通过控制硅烷衍生物用量来控制交联结构的密度，适度的交联可以改善胶膜的耐水性和耐热性。
也有文献［6 －8］报导，将有机硅( 一般为端基或侧基带有活性基团的聚硅氧烷) 引入到聚氨酯分子链上可以有效地改善胶膜的耐水性和耐热性，但由于有机硅与聚氨酯相容性差，导致了胶膜力学性能的降低。
而使用小分子的硅烷偶联剂改性水性聚氨酯［9 －10］可以增加相容性，同时改善了聚氨酯胶膜的耐水性、耐热性。
此种交联体系在水性涂料以及双组分的水性胶黏剂中已经得到了广泛的应用［11］。
本文选用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷( KH-550)对聚氨酯预聚体进行改性制备出单组份的水性聚氨酯乳液，将此体系引入到复合薄膜用胶黏剂领域。
硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的研究
２ ３ 硅 烷 偶 联剂 改 性 ．
在水性体系中用传统的有机硅改性提高耐溶剂
性 和耐水 性 的同 时 ， 存 在 一 些 不 足 。除 非 添加 量 也
很低 ， 否则在单组分体 系中用传 统有机硅难 以获得 贮 存期 超过 几 周 的乳 液 ， 理 添加 、 物 接枝 和共 聚 皆受
此 限制 。 由于 过早 交 联 而 导致 凝 胶发 生和粘 度 的增
・
２ ２ 水溶 性 Ｐ ． Ｕ分 散体 的合 成 将 聚 醚 多 元 醇 装 入 配 有 温 度 计 、 拌 器 的 搅 ２０ｍＬ 口烧 瓶 中 ， １０ ℃ 、６ ａ真 空 下 脱 气 ５ 三 在 ２ ６ ０Ｐ
２ ４ 性 能 测试 ． 粘度 用 Ｎ Ｊ一 ９型 旋 转 式 粘 度 计 ， 得 各 分 Ｄ ７ 测 散 体 在 （ ５±１ ｃ 下 的粘 度 。 ２ ）Ｃ
（ Ｍ ）Ｎ ｃｌ ． ｅｑｅＩ ； 烷偶联剂 ， 国康普 Ｎ Ｐ ， ａａ １ ｓｕ ｃ 硅 ａＴ ｎ 美
顿公 司 。
拉 伸强 度 将 制 备 好 的 聚 氨 酯 水 乳 液 胶 膜 用 ８ 型 的 裁 剪 刀 裁 好 ， 在 真 空 干 燥 器 中 干 燥 ０Ｘ４ 放
加 一 定 量 的 引 发 剂 水 溶 液 并 升 温 到 ７ ＝ 反 应 ５ｃ ， 《
０． ５ ｈ。
甲苯 聚
多 元 醇 （ Ｐ ， 海 高 桥 石 化 三 厂 ； 羟 甲 基 丙 酸 Ｐ Ｇ） 上 二
研究分析硅烷改性聚氨酯的合成
摘要：以氨基硅烷偶联剂为基础，对以异氰酸酯基为端基的聚氨酯预聚体进行再封端，合成了一系列不同硅烷封端率的单组分湿固化聚氨酯。
测试结果表明：硅烷偶联剂成功接枝在聚氨酯预聚体上，产物的表干时间、粘接强度、耐湿热都得到很大改善，力学强度在一定封段率下保持较好，在聚氨酯密封胶、弹性体等领域有很好的应用前景。
关键词：硅烷；聚氨酯；密封胶；弹性体中图分类号：文献标识码：A1前言聚氨酯（PU）是指分子主链上含有重复氨基甲酸酯链段（－NHCOO－）的一类聚合物[1]。
聚氨酯强度高、抗撕裂、柔软耐磨、耐穿刺、耐油、耐介质腐蚀，广泛应用于弹性体、涂料、胶粘剂和密封胶等领域；缺点是固化时异氰酸酯端基与空气中的水分反应释放出二氧化碳使树脂本体产生气泡甚至裂纹，固化速度较慢且表面容易发黏，在玻璃及金属等无孔材料上使用时需要底涂，不能长期耐湿热和耐老化。
硅酮（SR）树脂固化快，不起泡，能与无孔材料表面牢固黏结，耐湿热、耐老化性能优异；缺点是装饰性差，不能涂漆，撕裂强度低，不耐穿刺，胶层易产生油状渗析物污染混凝土、石材及其他饰物，价格较贵。
本文以氨基硅烷偶联剂为基础，通过两步反应，将硅烷偶联剂接枝于－NCO基封端的聚氨酯预聚体上，实现了聚氨酯和硅酮材料优点的良好结合，合成出了性能优良的硅烷改性聚氨酯（SP U）。
2 试验部分2.1 主要原料聚醚多元醇ED28（Mn =4000）,工业级；聚醚N220（Mn =2000），工业级；甲苯二异氰酸酯，工业级；二月桂酸二丁基锡，工业级；HK550，工业级；丁酮，分析纯；二正丁胺，化学纯。
2.2 仪器与设备三口烧瓶，搅拌器，电热套，冷凝管，抽真空设备，高纯氮气保护装置，绍氏硬度计，电子拉力机，旋转式粘度仪，表面接触角测试仪。
2.3 试验步骤(1) PU的合成：将已真空脱水的聚醚多元醇中、催化剂、过量TDI加入三口烧瓶，在高纯氮气保护下，65~70℃搅拌反应，每隔30分钟滴定一次－NCO质量百分含量，达到理论值时，停止试验；（2）SPU的合成：PU预聚体加入三口烧瓶，通高纯氮气保护，60~65℃下搅拌，将氨基硅烷偶联剂缓慢滴加入反应体系，每隔30分钟滴定一次－NCO百分含量，达到理论值时停止试验，加入硅烷固化催化剂，脱气，密封装样。
硅烷偶联剂KH-602改性水性聚氨酯的研究
一
（ Ｄ） Ｉ Ｉ Ｐ 为基 本单 体 ，以硅 烷偶 联 剂 ３ （－ 乙基） －２ 氨 氨 丙基 甲基 二 甲氧 基硅 烷 （Ｈ ６ ２ 为 后扩链 剂 ，通 Ｋ一０） 作 过 在 后扩链 工艺 中加入 不 同 比例 的 Ｋ 一 ０ ，合 成 Ｈ ６２
（Ｅ ） Ｔ Ａ中和后高速乳化 ， 乳化 的同时加入计 量的后扩链剂 在
瞪
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抑
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ＣＨ３
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卜 Ｈ一Ｈｃ２ Ｉ Ｈ Ｈ｛２） ｏ２—Ｈ 十ｃｃ２ ： ｏ ｏ Ｈ Ｎ１ －ｏ
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ｆ 三
Ｈ ３ …
洲
凰 Ｈ
Ｈ ３
王萃萃，王秋梅， 震 ，许戈文 戴
（ 安徽大学化学化工学院，安徽省绿色高分子材料重点实验室，合肥 ２ ０３） ０９ ３
中和 后 高 速 分 散 的 同 时 将 Ｋ 一 ０ 作为 后扩 链剂加入 到 Ｈ ６２
摘 要 ： 以 聚 醚 （一 ｌ ） 异 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 Ｎ ２ Ｏ、
了一 系 列 改性 的 固含 量 在 ２％ ４ ％ ８ ～ ０ 的水 性 聚氨 酯 乳液 。用红 外 光谱 对产物 结构 进行 了表 征 ， 考察 了
Ｋ－ ０ 加入 量对 乳液 稳定 性 、胶膜 耐 水性 、 力学 Ｈ ６２ 性 能及 热性 能 的影 响 ， 同时 对乳 液进 行 了接触 角的 测试 。研究 表 明在 一定 范 围内 ，随着 Ｋ－ ０ Ｈ ６ ２加入 量 的增 加 ， 膜 的拉 伸强 度增 加 ， 胶 断裂伸 长 率下 降 ， 耐 热性 提高 ，接 触 角增大 。
硅烷偶联剂封端改性水性聚氨酯的研究
ＷＰＵ 胶膜的耐水性， 但是对提高 ＰＵ 材料的耐湿擦 原料合成了基础预聚体， 然后以 １， ４－ 丁二醇进一步
性、耐沾污性和热稳定性却并不明显。因此 ， 在 ＰＵ 扩链制得了 ＷＰＵ 体系， 最后以偶联剂 γ－ 氨丙基三
分子结构中引入疏水链段的有机硅进行改性， 则倍 甲氧基硅烷对 ＰＵ 分子进行封端， 形成了稳定的 ＰＵ
２．２ 硅烷偶联剂封端对乳液及胶膜外观的影响 在合成反应过程中保持其他条件不变， 仅改变
硅烷偶联剂的用量（ 占树脂的质量分数， 下同） ， 所制 得的 ＰＵ 乳液及胶膜外观如表 ２ 所示。
表 ２ 硅烷偶联剂用量对 ＰＵ 乳液及其胶膜外观的影响
Ｔａｂ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｉｌａｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｆａｃｅ ｏｆ ＰＵ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ａｎｄ ｆｉｌｍ
统 ＰＵ 材料的耐磨性和耐化学药品性优、柔韧性好、 它不仅可在 ＰＵ 链段中引入有机硅， 而且还能在不
附着力强且软硬度可调范围广等特点， 而且还具有 同的物质界面间起到“桥梁”的交联作 用［４］。由此制
不燃、无毒、不污染环境、节省能源和易加工等诸多 得了许多深受用户欢迎的产品， 其中， Ｈａｎｓｅ 化学公
为了保持或加强乳液的稳定性， 在 ＷＰＵ 制备 曾在采访中说： “我们认为这些硅烷化的 ＰＵ 之所以
过程中， 通常都必须加入亲水性化合物， 这就造成了 受到用户的欢迎， 是因为它有一系列的优异性质，
ＷＰＵ 胶膜易吸潮、不耐湿擦且与基材粘附力不强等 它结合了硅酮的固化工艺和 ＰＵ 骨架的力学性能等
缺点， 从而较大程度地影响了它的推广应用。为了 优点［５］”。
ＤＭＰＡ ４～１５
ＴＥＡ
３～１２
图 １ ＰＵ 预聚体的合成 Ｆｉｇ．１ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ ｏｆ ＰＵ ｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ
硅烷偶联剂改性湿固化聚氨酯热熔胶的性能研究
初粘 强度 按 照 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ７ １ ２ ４ －２ ０ ０ ８标 准测 定 ， 将
试件 于 室 内放 置 １ ｈ后 ， 使 用 万 能 试 验 机 测 定 剪 切
强度 （ 被粘 基材 为不 锈钢 片 ， 温度 ２ ０ ～ ２ ５℃ ， 相 对 湿 度５ ０ ％一 ６ ０ ％） 。终粘 强 度方 法 同上 ， 将 试 件放 置 ３ ｄ后测 定剪 切强 度 。 开放 时 间按 照 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ３ ４ ７ ７ ． ５ —２ ０ ０ ２标 准测定 ， 用涂 布器 在 光 滑平 板 上 涂 覆 ０ ． １ ｍ ｍ 的胶 膜 ， 记 录 聚 己二酸 一 １ ， ４ － 丁二 醇 酯二 醇 （ Ｐ Ｂ Ａ， Ｍ ：２ ０ ０ ０ ） ，
（ 闽 江学 院化 学与化 学工程 系 福州 ３ ５ ０ １ ０ ８ ）
摘 要 ：以 ３种硅 烷偶 联 剂对 湿 固化 聚 氨 酯 热熔 胶 分 别进 行 改性 ， 制备 了硅 烷 改性 的湿 固化 聚 氨
酯（ Ｓ Ｐ Ｕ） 热 熔胶 ， 用热重 分析 、 熔 融黏度 和 粘接 测 试等 方 法 对 所合 成 材料 进 行表 征 。 结果表 明 ， 采
基 硅烷 ， Ｃ Ｈ ３ ） ３ ） ， 工
胶层从 涂 覆 到不具 有黏性 的时 间（ ｓ ） 。
热失重分 析 （ Ｔ Ｇ） 在氮气 氛下测定 ， 升温速率
１ ０ ｏ Ｃ ／ ａｉ ｒ ｎ ， 温 度范 围为 室温 至 ６ ０ ０ ｑ Ｃ。 封 端率 （ 偶联 剂 与 Ｎ Ｃ Ｏ基 的摩 尔 比） 按 照 下式
业级 ， 南 京道 宁 化工公 司。
热 熔胶 ， 研 究不 同硅 烷偶 联 剂对 Ｓ Ｐ Ｕ热 熔 胶 性 能 的
影响。
氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯乳液性能的影响
氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯乳液性能的影响作者：李楚璇周晓慧来源：《当代化工》2020年第09期摘要：分别以氨基硅烷偶联剂KH550为封端剂和扩链剂对水性聚氨酯预聚体进行改性，然后对改性后的预聚体进行乳化，得到KH550改性水性聚氨酯乳液。
研究KH550 的用量对乳液的稳定性、粒径以及表观黏度的影响。
研究结果表明：随着KH550用量增加，封端和扩链改性的WPU乳液冻融稳定性逐渐提高，储存稳定性变差，离心稳定性和稀释稳定性依然较好，粒径变大，表观黏度也有所增大。
关键词：硅烷偶联剂;水性聚氨酯;改性中图分类号：TQ050.4+25 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）09-1905-05Abstract： The waterborne polyurethane prepolymer was modified by using amino silane coupling agent KH550 as the capping agent and chain extender， then the modified waterborne polyurethane emulsion was prepared by emulsification. The effect of the amount of KH550 on the stability， particle size and apparent viscosity of the emulsion was investigated. The results showed that with the increase of the dosage of KH550， the freeze-thaw stability of the WPU emulsion increased gradually， and the storage stability reduced， the centrifugal stability and dilution stability were still well. Besides that， the particle size also increased and the apparent viscosity increased gradually.Key words： Amino silane coupling agent; Waterborne polyurethane; Modification随着人们对环保的关注度日益增加，水性聚氨酯以其无毒、安全、环境友好等优势受到越来越多的关注。
硅烷偶联剂KH602改性水性聚氨酯的研究
”御翟r应用技术Application Technol ogy|tZ 土lI ．I 皇-田宵￥由I V U C^1弘山‘ ．u ．'／gqr,1冈毋万7IT’m'＼ll i —UV 厶KK 1工7r —牡目圣氛帕等酮^*登 ◆J’1山≯卜叉’日R H J 吖1，oR 白s 色arch nf 、^伪terhn rn 叠Pnlvt I r 盘t h a n Q Mnd i f i 口f l 、^^t h Si l 盘n 盎rf'tl InIinn A ，1口nt KI-I ．Rn ，l 卜 l -I-卒卒，-I-枞彳母，飘展，讦戈又(安徽大学化学化工学院， 安徽省绿色高分子材料重点实验聋，合肥230039)中和后高速分散的同时将K H-602作为后扩链剂加入蛩擒要：以聚醚(N 一210)、异佛尔酮二异氰酸酯 乳液中。
之所以在中和之后加入，是因为KH 一602分子末端 (IPDI)99基本单体，以硅烷偶联剂3-(2一氨乙基)氨 的伯氨基活性很高，与伯氨基相隔两个碳原子的仲氨基的 丙基甲基二甲氧基硅烷(KH 一602)作为后扩链剂，通活性也很高(相当于伯羟基的活性)，如果在中和之前加入，过在后扩链m 艺中加入不同l ；t 例的KH 一602，合成 由于预聚体的黏度很大，温度也较高。
剩余的--NCO 基团了一系列改性的固含量在28％一40％的水性聚氯酯 会快速地与伯氨基和伸氨基反应，导致实验很容易就凝乳液。
用红外光谱对产物结构进行了表征，考察了 胶，因此为了保证水性聚氨酯乳液的良好状态，本实验选KH 一602加入量对乳液稳定性、胶膜耐水性、力学 择在中和之后加入KH 一602。
性能及热性能的影响，同时对乳液进行了接触角的KH 一602的结构式如式(1)所示。
量的增加，胶膜的拉伸强度增加，断裂伸长率下降， o ＼siV ／、NH"／＼V ／洲2耐热性提高，接触角增大。
O ／＼式(1)关键词：水性聚氯酯；硅烷偶联剂；改性1实验部分n 皇I 吉1．1实验原料ujI 葺异佛尔酮二异氰酸酯(IPOI)：工业级，拜耳公司：聚醚水性聚氨酯以水作介质，具有不燃、无毒、不污染环(N-210)：工业级，山东东大化学品公司；一缩二乙二醇 境、节省能源及易加工等优点，已日益受到人们的青睐 。
氨基硅烷偶联剂改性水性聚氨酯木器涂料的研制_侯孟华
")) )&?/( $&?/I "(?/()) )&?/( )&?/$ "/?
氨基硅烷偶联剂 （=>#??) ） 三乙胺 去离子水 消泡剂 乳化助剂 分散剂、 流平剂等
南京金陵石油化工厂； 甲苯二异氰酸酯 （789） ： 工业级， 234 5 6， 上海五联化工厂； （8:;<） 工业级， 湖州长 (， (—二羟甲基丙酸 盛化工有限公司； 氨基硅烷偶联剂 （=>#??)） ： 工业级， 广州科 特化工有限公司； 三乙胺 （7@<） ： 上海光华化学试剂厂。 <A，
科技攻关项目： 广州市天河区科技局科技攻关项目 （())(H\;(- ） 收稿日期： ())0#)"#)? 作者简介： 侯孟华， 男， 山东莱芜人， 硕士研究生， 主要从事水性聚氨 酯的研究。地址： 广州市天河区乐意居， 电话： )()#-?($"..) 。
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水性聚氨酯木器涂料的制备工艺 原材料的预处理 分别将 ’(") 和 8:;< 在 "() B 、 0 C;D 条件下真空脱水
E?) 型 ! F27 角度计式接触角测定仪进行测试。采用去离子
水， 将水滴滴于薄膜表面 ) 234 后进行测试， 每个样品取相互 间距 1 22 的 0 个点进行测量， 共 @ 次读数， 取算术平均值。 （0 ） 拉伸强度和断裂伸长率： 参照 GH 1** — I( 《 聚氨酯防 水涂料》 ， 采用广州材料试验机厂 >JJ?1* 型拉力试验机进行 测试， 拉伸速度为 )** 22 K 234 。 （- ） 固含量： 按 EL K ! ),(1 — MI 进行测试。 （1 ） 硬度： 采用 J>?& 型橡胶硬度计进行测试。 （@ ） 附着力： 按 EL ),(* — ,I 进行测试。
硅烷偶联剂改性自交联水性聚氨酯的研究进展
硅烷偶联剂改性自交联水性聚氨酯的研究进展胡静;李兴建;孙道兴;张宜恒【期刊名称】《有机硅材料》【年(卷),期】2014(28)2【摘要】综述了基于硅烷偶联剂室温自交联水性聚氨酯的制备方法、室温自交联固化机理及结构与性能之间的关系；硅烷偶联剂改性自交联WPU的性能、硅烷偶联剂改性特殊自交联 WPU 的制备、硅烷偶联剂复合交联改性WPU的制备；展望了硅烷偶联剂改性的水性聚氨酯高分子材料的发展方向和应用前景。
%The progress on the self-crosslinking waterborne polyurethane at room temperature modified by organic silane coupling agent was summarized,including the preparations,self-crosslinking curing mechanism at room temperature and the relationship between the structures and properties.The performance of self-crosslinking WPU modified by silane coupling agent,the preparations of WPU modified by silane coupling, and preparations of WPU modified by composite crosslinking silane coupling were discussed.Finally,the fu-ture developments and applications of the self-crosslinking waterborne polyurethane at room temperature modi-fied by organic silane coupling agent were prospected.【总页数】10页(P120-129)【作者】胡静;李兴建;孙道兴;张宜恒【作者单位】青岛科技大学，山东青岛266042;青岛科技大学，山东青岛266042;青岛科技大学，山东青岛266042;青岛科技大学，山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ322.4+4【相关文献】1.氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯胶膜性能的影响 [J], 王海波;李楚璇;杜宗良;成煦2.硅烷改性自交联水性聚氨酯的合成及其涂膜性能研究 [J], 沈一丁;杨燕;赖小娟3.基于点击化学硅烷偶联剂改性水性聚氨酯的研究 [J], 李兴建;杨子江;孙道兴;张宜恒4.有机硅烷偶联剂改性紫外光固化超支化聚醚基水性聚氨酯的性能 [J], 李荣; 孙强; 李云; 李兴建5.氨基硅烷偶联剂对改性水性聚氨酯乳液性能的影响 [J], 李楚璇;周晓慧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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２ ０ ０ １ 年美国著名的 Ｓ ｃ ｉ ｒ ｐ ｐ ｓ 研究院的诺贝尔化
学奖得 主 Ｋ Ｂ ．Ｓ ｈ ａ ｒ ｐ ｌ ｅ ｓ ｓ 教 授 提 出 的点击 化学 方
司 ；１ ， ６一己二醇 ：国药 集 团化学 试 剂有 限公 司 。 以上药 品 均在 ８ ０。 【 ＝ 经 过真 空 干 燥 脱水 处 理 ５ ｈ 。
基硅 烷 ，硅 烷 偶 联 剂 ．铜
中图 分 类 号 ：Ｔ Ｑ ２ ６ ４ ． １ ７
文 献 标 识 码 ：Ａ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ９ ４ １ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ．１ ０ ０ ９— ４ ３ ６ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ０ ２
与溶 剂 型 聚 氨 酯 （ Ｐ Ｕ） 相 比 ，水 性 聚 氨 酯
（ ＷＰ Ｕ） 以水 为分 散 介质 ，具 有 不污 染 环 境 、无
能聚合 物材料 、纳 米材料 Ｉ 和表 面改性 等 领域展 现 了广 阔 的应 用前 景 。该 方 法 为 利用 硅 烷 偶联剂 对 ＷＰ Ｕ进 行改性提供 了新 的研 究思路 。
本 实验 基 于 Ｃ ｕ Ａ Ａ Ｃ反 应 ，首先 将 具 有 端 炔
毒 、难 燃 、节 约成 本等 优点 ，使 其 广泛应 用 于汽 车 、建筑 、木 器 、皮革 和 纺织 品 等领 域 ¨ ；但
ＷＰ Ｕ 的耐 水 性 、热 稳 定 性 、硬 度 和 耐 化 学 品性 等 较 差 。为提 高 ＷＰ Ｕ 的综 合 性 能 ，扩 大其 应 用
范 围 ，ＷＰ Ｕ的改 性研 究成 为 热点 ＿ ３ － ４ ］ 。
耐水性 、硬度 和热 稳定 性 等 Ｊ ，硅 烷偶 联 剂 改 性 ＷＰ Ｕ是 其 中典 型 的代表 Ｊ 。ＷＰ Ｕ 中接 枝 的 硅 烷 偶 联剂 在室 温 下 自水解 、缩 聚形 成 的杂 化结 构
叠 氮基 丙基 三 乙氧 基 硅烷 用 量 对 ＷＰ Ｕ膜 热 稳 定
性 、表 面性 能 、硬度 以及 乳 胶粒形 貌 的影 响 。
７ ５ 。 ，铅 笔硬 度 从 Ｈ 增 大到 ４ Ｈ，样 品 燃 烧后 的 残 余 质 量 分 数 从 ０左 右 增 加 到 ４ ． ７ ％。 关键 词 ：ｌ ， ３一偶 极 环加 成 反 应 ，水 性 聚 氨 酯 ，４， ４ 一二 羟 甲 基 一１ ， ４一庚 二 炔 ，３１ 试 剂
聚碳酸酯二醇 （ Ｌ ５ ６ ５ １—１ ０ ０ ０ ） 、聚 四 氢 呋
喃醚 二 醇 （ Ｐ Ｔ ＭＧ 一 ２ ０ ０ ０） 、 三 羟 甲 基 丙 烷 （ Ｔ ＭＰ ） 、二 羟 甲 基 丙 酸 （ Ｄ ＭＰ Ａ） 、 聚 醚 二 醇
（ Ｔ Ｄ Ｉ Ｏ Ｌ一１ ０ ０ ０ ） ：天 津市 博迪 化 工 有 限公 司 ；异 氟尔酮 二 异 氰 酸 酯 （ Ｉ Ｐ Ｄ Ｉ ） ：９ ８ ％ ，拜 耳 化 学 公
（ 青 岛科技 大学化学与分子工程学 院，山东青 岛 ２ ６ ６ ０ ４ ２ ）
摘 要 ： 以 ４， ４ 一二 羟 甲 基 一１ ， ４ 一庚 二 炔 功 能 单 体 为 扩 链 剂 ， 制 备 了 端 炔 基 功 能 化 水 性 聚 氨 酯 （ ＷＰ Ｕ） ；基 于铜 催 化 的 ｌ ， ３一偶 极 环 加 成 点 击 化 学 反 应 ，用 ３一叠 氮 基 丙 基 三 乙氧 基 硅 烷 （ Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ—Ｎ ）
与 ｗＰ Ｕ侧 链 的 端 炔 基 反 应 ， 制备 了 Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ— Ｎ 改 性 ＷＰ Ｕ 。研 究 了 Ａ ｆ ｙ ｒ Ｅ Ｓ— 接 枝 量 对 ＷＰ Ｕ膜 的 热 稳 定
性 、 疏 水 性 、 硬 度 和 乳 胶 粒 形 态 的影 响 。 结 果 表 明 ，随 着 Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ—Ｎ 用 量 的 增 大 ， 改性 ＷＰ Ｕ膜 的疏水性 、 热稳 定 性 和硬 度 提 高 ； 当 Ａ Ｐ Ｔ Ｅ Ｓ—Ｎ ３ 的 质 量 分 数 从 Ｏ增 大到 ５ ％ 时 ，改 性 ＷＰ Ｕ 膜 的水 接 触 角从 ６ ｌ 。 增 大 到
收稿 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ７—０ ７。 作 者 简介 ：李 兴 建 （ １ ９ ８ ５ 一 ），男 ，博 士 生 ，主 要从 事 高 分 子 材 料 的研 究 。
法受 到各领域研 究者 的青 睐 ｌ １ 。其 中 ，叠氮 化物 与末 端炔在 Ｃ ｕ（ Ｉ ）催化下 生成 １ ， ２ ， ３一三唑化合
基 的二 炔丙 基丙 二醇 作 为 扩链 剂 ，将可 “ 点击”
的端 炔基 引 入 ＷＰ Ｕ侧链 ；然 后 和 含 叠 氮基 的硅 烷偶 联 剂 ３一 叠 氮基 丙 基 三 乙氧 基 硅烷 反 应 ，在 ＷＰ Ｕ分子侧 链 上 引入 硅 烷 偶 联 剂 。考 察 了 ３一
采用 有机 硅材 料 改 性 可 有 效 提 高 ＷＰ Ｕ膜 的
（ ｓ ｉ —Ｏ —ｓ ｉ ）既 可作 为交联 点也 可作为增 强填
料 ，显著 提 高 ＷＰ Ｕ 的综 合 性 能 。 目前 ，硅 烷偶 联剂 改性 ＷＰ Ｕ 的方法 仅 限 于利 用 硅 烷 偶 联 剂 上 的活 性 基 团和 Ｐ Ｕ预 聚体 上 的异 氰 酸根 通 过 封 端
或扩 链 反应 引 入到 ＷＰ Ｕ中＿ ９ Ｊ 。 为更 有 效 地 发 挥 硅烷 偶 联剂 在 ＷＰ Ｕ改 性 中 的作 用 ，改 性 方 法 的 研究 对 于该领 域 的发 展具 有 重要 意义 。
研 究 ・开 发
喃 轧 ｎ 时 料 ， ２ ０ １ ５ ， ２ ９ （ ３ ） ： １ ６ ８ １ ７ ４
Ｓ Ｉ Ｌ Ｉ Ｃ ＯＮＥ ＭＡＴ ＥＲ Ｉ ＡＬ
基 于点 击化 学 硅 烷 偶 联 剂 改性 水 性 聚 氨 酯 的 研 究 水
李兴 建 ，杨 子 江 ，孙 道兴 ，张 宜恒
物的 Ｈ ｕ ｉ ｓ ｇ ｅ ｎ １ ， ３一 偶极 环加成 （ Ｃ ｕ Ａ Ａ Ｃ ） 点击 反