封闭型水性聚氨酯的制备及性能研究
封闭型水性聚氨酯的制备及其高温固化性能的研究
（ ｅ ａｏａｏｙ ｆＲ ｂｅ ＆ Ｐａｔｓ ｎｓｙｏ ｄ ｃｔｎ Ｑｎ ｄ ｏＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｋ ｙＬ ｂｒｔｒ ｏ ｕｂｒ ｌ ｉ ｉｒ Ｅ ｕａｉ ， ｉ ａ ｎ ｅ ｉ ｓｃ Ｍｉ ｔ ｆ ｏ ｇ ｖ ｓｙｆ
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关键词 ： 水性聚氨酯 ； 橡胶涂料 ； 闭型 聚氨酯 ； 封 甲乙酮肟 ； 高温 固化
中 图 分 类 号 ．Ｑ６ ０４ Ｔ ３ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：２ ３— ３ ２ ２ １ ）０一 Ｏ ４— ３ ０５ ４ １（ ００ １ Ｏ４ ０
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水性聚氨酯导热复合材料的制备及性能研究
水性聚氨酯导热复合材料的制备及性能研究摘要：水性聚氨酯(WPU)利用水作为分散介质，具有柔韧性、粘附性、低污染、抗磨损性、无毒性和环境保护等优点，可应用于橡胶、涂料、纺织品合成革等诸多领域。
但是，由于WPU缺乏稳定的交联键，导致其耐溶剂性差、电性能和热学性能不佳等，使其应用领域受到限制。
因此，有多种方法可以提高WPU的性能。
一种常见的方法是添加交联剂制备紫外线固化的WPU；另一种方法是通过将碳纳米管、粘土或图形等无机填充材料引入WPU，生产有机和无机混合物。
基于此，本篇文章对水性聚氨酯导热复合材料的制备及性能进行研究，以供参考。
关键词：水性聚氨酯导热复合材料；制备；性能引言随着电子科学技术的发展，微型集成电路和电子元器件逐渐向高性能化、智能化方向发展，工作频率急剧升高，容易造成微型集成电路和电子元器件温度升高，由于在封闭空间内，电子元器件及配件使用可靠性将受到极大的影响。
聚合物作为微型集成电路和电子元器件热界面材料研究由来已久，但导热性能较差，需要添加高导热填料提高其导热率以达到使用要求。
但是，填料的添加会使高分子复合材料的机械性能、耐水性降低。
因此，对聚合物进行改性时，选择合适的填料以及适当的填充量显得尤为关键。
1原料、试剂与仪器深圳吉田化工有限公司工业级水性聚氨酯1926(WPU)；炭黑(CB，40B2，125平方米/克，平均粒径23nm，pH 8)，o ' brien hanhua关键词硅烷代理协理KH550、AR、山东友苏华公科技有限公司；聚氨酯加厚(612)，三晋化工有限公司；无水乙醇、空气、天津富馀精细化工有限公司；去离子水里，自己去做。
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用封端异氰酸酯制备水性聚氨酯方法
用封端异氰酸酯制备水性聚氨酯方法PU之王(2006-6-29 15:39:10)点击:1196回复:2 IP:60.163.107.*一. 前言曾报道了用封端异氰酸酯制备水性聚氨酯的方法，本文将较详细地论述此方法。
-NCO基是一种反应很强的宫能团，可以和一切含活泼氢的化合物反应，遇水很容易反应同时放出CO2 ，所以生成的氨基进一步与-NCO基反应，生成脲，再继续反应，交联凝胶，因此难以制得水性聚氨酯。
如果将-NCO基封闭，则可避免这种现象。
通过选择一种适当的化合物，使其与-NCO基反应，生成在一定条件下稳定的化合物，然后在热处理阶段脱封，再生原来的异氰酸酯基，使之交联固化。
二. 影响封端-NCO脱封温度的因素早在1949年Petersen［２］对封端化-NCO作了报道。
1975年Wicks<3>又较详细地介绍了各种封端剂、使用方法、水性涂料及其展望。
为了节省资源和防止环境污染等目的，从用苯酚对封端剂用于电线涂料以来，又先后开发了各种类型封端剂，诸如酚类、醇类、胺类、亚胺类、酰胺类、亚甲基类、内酯类、硫醇类、肟类和NaHSO3等。
欲获得综合性能优良的封端-NCO为端基的预聚物适宜的配比外，控制脱封温度是十分重要的。
浜林保介绍了一些封端剂与六甲撑二异氰酸酯（HMDI）反应产物的脱封温度<4>，如表1所示。
1．封端剂种类对封端温度的影响表1和表3表明，脱封温度随封端剂种类而异。
芳香族系封端剂的脱封温度比脂肪族系的低。
例如，对一个羟基来说，与芳香族基团连接的酚类比与脂肪族基团连接的醇类的脱封温度要低，而且在酚类封端剂中，苯环上若有极性取代基（即吸收电子基团）的放大封端剂的脱封温度更低。
因为，在封端化NCO（。
）中，分解反应受到羟基和﹒B基之间键合力的影响。
羟基碳原子带正电荷，与﹒B基团带负电荷键合，两者的电荷差越大，键合力越强，破坏这种键所需要的能量越高，即脱封温度越高。
在脂肪族类中，B=RO，因为烷基是推电子的，使与羟基碳原子键合的碳原子上电荷增加，负电性增强，所以脱封温度高。
水性聚氨酯的制备及改性方法
水性聚氨酯的制备及改性方法1.原料准备：制备水性聚氨酯的主要原料包括聚醚、聚酯、异氰酸酯、链延长剂、分散剂和稳定剂等。
聚醚和聚酯可以通过聚合反应得到，异氰酸酯则可以通过对二异氰酸酯与胺类化合物的反应制备得到。
2.排列反应：将原料按照一定的配方比例加入反应釜中，首先进行排列反应。
排列反应是将异氰酸酯与聚醚或聚酯进行反应，生成预聚体。
在反应过程中，需要添加催化剂来促进反应的进行。
3.中和反应：排列反应后，需要进行中和反应。
在中和反应中，将异氰酸酯和胺类化合物进行反应，生成水性聚氨酯。
中和反应是将异氰酸酯中的异氰基与胺类化合物中的氨基进行化学反应，生成封链所需的尿素键。
中和反应需要在适当的温度下进行，并添加催化剂来加速反应的进行。
4.分散：在中和反应完成后，需要将生成的聚氨酯溶液分散到水中。
可以通过机械剪切、超声波分散等方法将聚氨酯溶液细分散于水中，形成稳定的水性聚氨酯分散体系。
在分散过程中，可以添加适量的分散剂和稳定剂，以提高分散体系的稳定性。
5.改性：(1)添加改性剂：可以向水性聚氨酯中添加改性剂，如增塑剂、助剂等，以调节聚合物的性能。
(2)添加交联剂：可以向水性聚氨酯中添加交联剂，如异氰酸酯交联剂、聚醚二异氰酸酯交联剂等，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。
(3)添加填充剂：可以向水性聚氨酯中添加填充剂，如无机填料、有机填料等，以改善聚合物的机械性能和耐热性能。
(4)进行交联反应：可以通过热固化或紫外固化等方法对水性聚氨酯进行交联反应，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。
6.应用：改性后的水性聚氨酯可用于涂料、胶黏剂、纺织品、皮革等领域。
在涂料领域，水性聚氨酯因其环保性能和优良的耐化学性能，逐渐取代传统的有机溶剂型聚氨酯涂料。
在胶黏剂领域，水性聚氨酯因其良好的粘接性能和耐候性，被广泛应用于胶水、胶带等产品中。
总之，水性聚氨酯的制备和改性方法主要包括原料准备、排列反应、中和反应、分散和改性等步骤。
通过选择合适的原料和改性方法，可以获得具有良好性能的水性聚氨酯产品，满足不同领域的应用需求。
水性聚氨酯的制备及改性方法
聚氨基甲酸酯（polyurethane），简称聚氨酯（PU），是分子结构中含有重复氨基甲酸酯（-NHCOO-）结构的高分子材料的总称。
聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成，根据原料的官能团数不同，可制成线形或体形结构的聚合物，其性能也有差异。
聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等，在各领域得到了广发应用。
由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物，具有挥发性，不仅污染环境，而且对人体有害。
在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立，溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制，因此，开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。
水性聚氨酯（WPU）具有优异的物理机械性能，其不含或含有少量可挥发性有机物，生产施工安全，对环境及人体基本无害，符合环保要求。
其生产方法分为外乳化法和内乳化法，外乳化法又称强制乳化法，由使用这种方法得到的乳液稳定性较差，所以使用较少。
目前使用较多的是内乳化法，也称自乳化法，即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，然后在高速分散下，凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中，从而得到WPU。
然而，亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。
为了改善其耐水性和拒油性，通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。
有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视，已经得到了广泛应用。
同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。
纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性，纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径，是最有前途的现代涂料研究品种之一。
[1]1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。
直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下，将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。
水性聚氨酯的制备及影响其性能因素
水性聚氨酯的制备及影响其性能因素桑 潇（淄博职业学院化学工程系，山东淄博，２５５０２０）摘 要 水性聚氨酯是以水作为介质，具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存等优点，使用方便。
本文论述了制备水性聚氨酯所用的原料和制备方法，以及影响其性能的因数。
关键词：水性聚氨酯自乳化法预聚体法１ 引言水性聚氨酯以水作为介质，具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存等优点，使用方便。
同时具有溶剂型聚氨酯的一些重要性能特征，因此备受注，成为当今聚氨酯领域发展的重要方向。
近年来，水性聚氨酯的应用有了新的发展。
２ 水性聚氨酯的制备制备原料：低聚物多元醇、异氰酸酯、扩链剂、成盐剂、乳化剂、水和有机溶剂。
制备原理：主要原料是多异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇，利用多异氰酸酯中－ＮＣＯ基与醇中的－ＯＨ基反应生成聚氨酯预聚体，经过扩链后，用封端剂封端成为阴离子的水溶性聚氨酯化合物。
后者在加热时发生裂解，其中的异氰酸酯基（－ＮＣＯ）恢复活性［１］。
２．１ 水性聚氨酯的制备方法２．１．１ 基本方法论述大多数水性聚氨酯的制备包含两个主要步骤：（１）有低聚物二醇参与，形成高分子量聚氨酯预聚体；（２）在剪切力作用下在水中分散。
使聚氨酯分散于水，形成稳定的乳液，有两种基本方法：一种是采用外乳化法，在乳化剂存在下将聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液强制性乳化于水中；另一种是在制备聚氨酯的过程中引入亲水性成分，不需要添加乳化剂，此法为内乳化法。
有时还可把外乳化法和内乳化法结合起来，制备水性聚氨酯［２］。
２．１．２ 聚氨酯乳液的合成方法在三口烧瓶中加入计算量的聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和少量复合催化剂后，缓升温至８０℃，反应１ｈ，用二丁胺滴定法判断反应终点。
达到终点后，加入计算量的亲水性扩链剂二羟甲基丙酸（用少量Ｎ－甲基－２－吡咯烷酮溶解）及适量丁酮，保温反应至－ＮＣＯ摩尔分数达到理论值后，降温至３０℃。
加入与二羟甲基丙酸等摩尔量的三乙胺作为成盐剂，反应５ｍｉｎ即制成了分主链中含羧基亲水基团的聚氨酯预聚物。
水性聚氨酯的制备及其影响因素的研究
第 ３５ 卷
δ ＝ ３ ３７ ～ ３ ５１ ｐｐｍ 处的化学位移为—ＣＨ２ ＣＨ２ Ｏ—的
特征吸收峰，δ ＝ ２ ０９ ｐｐｍ 处的化学位移为与苯环相
连的—ＣＨ３ 的特征吸收峰，δ ＝ ２ ７４ ～ ２ ９０ ｐｐｍ 处出
现的化学位移为与羧基相连的亚甲基上氢原子的化
学位移，这些特征吸收峰同 ＷＰＵ 的结构特征相一致。
计测试，温度（ ２５ ± １） ℃ 。 乳液稳定性测试：室温放
置 ３０ ｄ 后进行观察有无沉淀。
中 ＮＣＯ 含量，达到理论值时向体系中缓慢加入占胶
２ 结果与讨论
低体 系 黏 度， 升 温 至 ７０ ℃ 反 应 约 ２ ｈ， 当 体 系 中
２ １ ＷＰＵ 的核磁共振氢谱分析
膜质量分数 ３％ ～ ７％ 的 ＤＭＰＡ，适当滴加丙酮以降
７１８－７２５．
［６］ ＸＵ Ｈ Ｐ， ＹＡＮＧ Ｄ Ｙ， ＧＵＯ Ｑ， ｅｔ ａｌ． Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ⁃
ａｃｒｙｌａｔｅ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｐｏｌｙｏｌｓ： ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ
３ 结论
（１） 综合考虑 Ｒ 值对水性聚氨酯的乳液性能以
４
３７０
３
５
６
７
外观
１９０
石灰水状乳液
５００
泛蓝光半透明乳液
６７０
透明乳液
白色乳液
６２０
泛蓝光半透明乳液
粒径 ／ ｎｍ
稳定性
１３０
稳定
７５
稳定
１９０
不稳定
９０
稳定
６８
稳定
拉伸强度 ／ ＭＰａ
断裂伸长率 ／ ％
水性聚氨酯的制备与性能
水性聚氨酯的制备与性能
一、引言
水性聚氨酯是一种有机合成材料，它结合了传统合成材料的柔韧和环境友好的性能，受到了广泛的应用。
目前，水性聚氨酯已经在许多行业得到广泛应用，包括建筑、汽车、印刷包装、家具等行业。
本文将介绍水性聚氨酯的制备方法和性能特征。
二、水性聚氨酯的制备
1、原料的准备
水性聚氨酯的主要原料有氨基甲酸酯、甲醛和水，这些原料可以分别从工业原料和生物质中获得。
氨基甲酸酯是构成水性聚氨酯结构的主要成分，甲醛作为活性剂可以加快氨基甲酸酯的反应，而水则可以作为反应介质和稀释剂。
2、合成过程
在水性聚氨酯制备过程中，氨基甲酸酯和甲醛在反应介质水的催化下发生加成反应，形成聚氨酯聚合物。
反应可以分为电解质催化和非电解质催化两种方法，可根据需要选择合适的催化方法。
电解质催化方法是通过电解把氨基甲酸酯和甲醛转变为氧化态或还原态，以实现加成反应；而非电解质催化方法是通过酶催化氨基甲酸酯和甲醛发生加成反应。
三、水性聚氨酯的性能特征
1、耐久性。
《2024年水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究》范文
《水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究》篇一水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究一、引言随着科技的发展和人类对材料性能的追求，复合材料因其独特的物理和化学性质，在众多领域中得到了广泛的应用。
水性聚氨酯（WPU）作为一种环保型高分子材料，具有优异的耐磨性、柔韧性和良好的加工性能。
而石墨烯（Graphene）和碳纳米管（CNTs）作为新兴的纳米材料，具有优异的导电性、导热性和力学性能。
因此，将水性聚氨酯与石墨烯、碳纳米管进行复合，有望制备出具有优异性能的复合材料。
本文旨在研究水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料的制备工艺及其性能表现。
二、制备方法1. 材料准备首先，准备好水性聚氨酯、石墨烯纳米片、碳纳米管以及必要的溶剂和添加剂。
2. 制备过程（1）将石墨烯纳米片和碳纳米管分别进行预处理，以提高其在聚氨酯基体中的分散性。
（2）将预处理后的石墨烯和碳纳米管按照一定比例加入到水性聚氨酯中，通过超声分散和机械搅拌的方法，使纳米材料在聚氨酯基体中均匀分布。
（3）将分散均匀的混合物进行真空脱泡处理，以消除混合物中的气泡。
（4）将脱泡后的混合物倒入模具中，进行固化处理，得到水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料。
三、性能研究1. 力学性能测试通过拉伸试验，测试复合材料的抗拉强度、断裂伸长率和硬度等力学性能。
结果表明，石墨烯和碳纳米管的加入显著提高了复合材料的力学性能。
2. 热学性能测试通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）测试复合材料的热稳定性。
结果表明，复合材料具有较高的热稳定性和优良的导热性能。
3. 电学性能测试通过电导率测试，评估复合材料的导电性能。
结果表明，石墨烯和碳纳米管的加入使复合材料具有优异的导电性能。
4. 耐磨性能测试通过磨损试验，测试复合材料的耐磨性能。
结果表明，由于石墨烯和碳纳米管的增强作用，复合材料表现出优异的耐磨性能。
四、结论本文成功制备了水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料，并对其性能进行了系统研究。
封闭型环氧改性水性聚氨酯的合成研究
ＮＣＯ
环改ｌ酰封 氧性内 端 己胺
Ｃ ３ 己内酰胺 Ｈ
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经消失 ， 明一 Ｎ Ｏ基 团 已经 反应 完全 。在水 性 Ｐ 说 Ｃ Ｕ 胶膜 图 中可见 ， Ｏ ｍ 为 Ｎ Ｈ的伸 缩振 动 吸收 ３４Ｏｃ — 峰 ， ７２ｃ １ ３ ｍ 处为硬段羰 基 的吸收峰 ， １０ｃ 处 １ ０ ｍ 为软段聚醚 的 Ｃ ０ Ｃ伸缩振动 吸收峰 ， ２０ｃ 一 一 ｌ ４ ｍ 为环 氧 Ｅ４的特 征吸收峰 ， 明环 氧接上去 了。 ４ 说
图 １ 主 要 反 应 历 程
１４ 胶 膜 的制 备 ．
学性 能 的测定 ， 拉伸 速度 为 ２ｍ ／ ｎ ｍ ｍｉ。
将 不 同配方 的水性 聚氨 酯乳 液在 聚 四氟 乙烯板 上 成膜 ， 温下 表 干 ， 后 在 ８ 室 然 ０℃ 的烘 箱里 干燥 到
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 水性 聚氨 酯结 构 的红外 光谱 分析 ．
・
水性聚氨酯的制备与性能
第一章聚氨酯（PU）相关概述1.1聚氨酯简介1.1.1聚氨酯的定义聚氨酯,中文名称聚氨基甲酸酯。
英文名：polyurethane，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(ＮＨＣＯＯ)的大分子化合物的统称。
它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。
用途：根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。
可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。
制备来源：由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。
聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下：—N=C=O + HOˉ→—NH-COOˉ聚氨酯的发现：20世纪30年代，德国Otto Bayer 首先合成了TPU。
在1950年前后，TPU作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。
20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系TPU涂层应运而生。
70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。
80年代以来，TPU的研究和应用技术出现了突破性进展。
与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。
1.2 水性聚氨酯的概念水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。
水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向。
水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
1.3 水性聚氨酯的发展历程聚氨酯乳液的开发几乎是同聚氨酯树脂工业化发展同步的。
但早期的研究进程大大地落后于聚氨酯工业的发展。
1943年德国一位化学家斯克拉克（P.Schlack）在乳化剂及保护胶体的存在下，将异氰酸酯在水中乳化，成功地制备出聚氨酯乳液。
聚醚多元醇合成封端型水性聚氨酯乳液
聚醚多元醇合成封端型水性聚氨酯乳液陡 媛，赵振河，刘 晶（西安工程大学，陕西 西安 710048）摘要：以聚醚三元醇和甲苯二异氰酸酯（TDI）为基本原料，异丙醇为稀释剂，亚硫酸氢钠为封端剂制得水性聚氨酯。
分析并讨论预聚温度和时间、R 值、封端剂用量、封端温度及时间等因素对水性聚氨酯性能的影响。
关键词：多元醇；封端；水性聚氨酯乳液（WPU）+中图分类号：TQ433.432 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2015）07-0057-03WPU 在纺织品染色、印花、后整理，无纺的溶剂异丙醇、封端剂NaHSO 并不断搅拌反3布涂层整理、防水透湿等方面应用广泛。
应40 min 。
最后加水强力搅拌乳化1 h，得到WPU 不但保留了传统溶剂型聚氨酯的优良性封端型水性聚氨酯。
能，还具有无毒、不燃、不污染环境及节约 1.3 性能测试[1]能源等优点。
在纺织和印染助剂方面，经常（1）-NCO 基含量用作染色助剂、涂料印花粘接剂、柔软与防准确称取2 g 左右预聚体置于锥形瓶内，皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等，可提高加入10 mL 无水甲苯溶解样品（难溶时稍稍加其染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。
热），然后加入10 mL 、1 mol /L 的甲苯-二正本文采用聚醚三元醇与TDI 合成封端型丁胺溶液，充分震荡后静置20 min ，以溴甲WPU 交联剂，合成方法简单，成本低廉。
探讨酚绿作为指示剂，用0.5 mol /L 的盐酸标定，了各因素对WPU 性能的影响。
溶液由蓝色变为黄绿色视为终点。
游离-NCO 基含量由式（1）计算：1 实验部分1.1 原料及仪器式中，-NCO—异氰酸酯基质量分数，%；甲苯二异氰酸酯（TDI），工业级，陕西V —空白实验所消耗的盐酸溶液体积，mL ；1天欣海绵制品有限公司；聚醚330，分析纯，V —测试目标样所消耗的盐酸溶液体积，mL ；杭州久灵化工有限公司；异丙醇、盐酸，化2c—经标定的盐酸标准液浓度，mol /L ；m—所学纯，陕西华星实验科技有限公司；亚硫酸取试样的质量，g 。
水性聚氨酯的制备及改性方法
水性聚氨酯的制备及改性方法
一、水性聚氨酯的制备方法：
1.原位聚合法：通过在聚醚、聚酯等官能化的基料中，加入异氰酸酯类化合物，经过聚合反应形成水性聚氨酯。
2.分散聚合法：将异氰酸酯类物质预分散于水中，再与聚醚、聚酯等官能化的基料发生反应，形成水性聚氨酯。
二、水性聚氨酯的改性方法：
1.溶剂改性：将溶解介质（如乙醇、丙酮等）加入到水性聚氨酯中，通过调整溶解度和离子强度，改变聚氨酯的粘度、干燥速度等性能。
2.聚合物改性：将其他合成树脂（如丙烯酸乳液、聚酯树脂等）与水性聚氨酯混合进行共聚反应，以改善聚氨酯的力学性能、耐热性等性能。
3.环氧树脂改性：将环氧树脂加入水性聚氨酯中，通过交联反应，提高聚氨酯的耐磨性、耐溶剂性和耐冲击性。
4.硅橡胶改性：将硅橡胶加入水性聚氨酯中，形成混合胶，可以提高聚氨酯的耐候性、耐油性和抗拉强度。
5.纳米填料改性：引入纳米颗粒（如纳米二氧化硅、纳米氧化铁等）到水性聚氨酯中，通过增加界面层面，提高聚氨酯的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。
三、水性聚氨酯的应用领域：
1.涂料与胶粘剂：水性聚氨酯可以用于木材涂料、金属涂料、塑料涂料、地板涂料、汽车涂料等领域。
2.印刷油墨：水性聚氨酯可以用于纸张印刷油墨、塑料印刷油墨等领域。
3.纤维与皮革：水性聚氨酯可以用于纺织面料的涂层、皮革的涂层和胶粘剂等领域。
4.胶黏剂与密封剂：水性聚氨酯可以用于建筑胶黏剂、汽车密封剂、电子胶黏剂等领域。
5.防腐与防护：水性聚氨酯可以用于防水涂料、防腐涂料、建筑涂料等领域。
总之，水性聚氨酯的制备及改性方法多种多样，可以根据不同需求和应用领域进行选择和调整，以获得理想的性能和性质。
水性聚氨酯的制备及影响其性能因素
预聚体 ， 经过扩链后 ， 用封端剂封端成为阴离子的水 溶性聚氨酯化合物 。后者在加热时发生裂解 ， 中 其
的异 氰 酸酯基 （ 一ＮＣ 恢 复 活性口 。 ｏ） ］ ２ １ 水 性聚 氨酯 的制 备方 法 ．
２ １ １ 基本 方 法论述 ．．
３ 影 响 性 能 因 素
３ １ 低 聚物 多元醇 及异氰 酸酯 品种 ． 有关 低 聚物多元 醇及 异氰 酸酯 品种对 水性 聚氨
之间 。若加 人过量 的 中和剂 ， 有 一定 程 度 的增 稠 则
效应。
化的粒子表面较粘 ， 容易在碰撞中粘连 ， 离子粗容易
沉淀 。
３ ７ 搅拌速 度或剪 切 力 ．
乳化 时搅拌速 度或剪 切力 大小对 于乳 液 的稳定 性有 一定影 响 ， 乳化 前 的预 聚体 粘度较 大 ， 应利 用高 功率搅 拌得 机械力将 其充 分“ 碎” 微细 颗粒 。加 切 成
３ ２ 亲水基 团含量 的影 响 ．
体 ；２ 在剪切力作用下在水 中分散。使聚氨酯分散 （）
于水 ， 形成稳 定 的乳 液 ， 两 种 基本 方 法 ： 种 是采 有 一 用外 乳化 法 ， 在乳 化 剂存 在 下 将 聚 氨酯 预 聚体 或 聚
氨酯有机溶液强制性乳化于水中； 另一种是在制备
化法结合起来 ， 制备水性聚氨酯 。
６
四川化 工
第 １卷 ５
２ １ 年 第 ４期 ０２
全 溶解 于水 ， 形成 水溶液 。
３ ３ 中和 程度 ．
应性 增 加 ， 液 的粒 径 随 ＮＣ 质 量 分 数 的 增 大 而 乳 Ｏ 变大 ， 定性 期缩短 。 稳
３ ６ 扩链反 应温度 及乳化 温度 ．
第 ４期
水性聚氨酯的制备与性能
水性聚氨酯的制备与性能水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WPU）是一种以水作溶剂或分散介质的聚氨酯树脂。
相对于传统的有机溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具有可溶性好、可分散性好、环保性强等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、纤维处理剂等领域。
本文将介绍水性聚氨酯的制备方法和性能特点。
一、水性聚氨酯的制备方法1.环氧化物与异氰酸酯反应法：先将环氧化物与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体，然后将预聚体与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。
2.改性醇酸与异氰酸酯反应法：将改性醇酸与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体，然后与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。
3.水溶性聚酯与异氰酸酯反应法：将水溶性聚酯与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体，然后与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。
4.乳化法：通过乳化剂将异氰酸酯分散到水中，然后加入反应物进行反应，生成水性聚氨酯。
二、水性聚氨酯的性能特点1.耐候性好：水性聚氨酯具有较好的耐候性，能够在室外长时间使用而不发生颜色变化、光泽下降等情况。
2.耐热性好：水性聚氨酯具有较高的热稳定性，能够在高温条件下保持较好的性能。
3.强度高：水性聚氨酯具有较高的强度和硬度，能够提供优良的物理性能和机械性能。
4.耐化学腐蚀性强：水性聚氨酯对酸、碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性，能够在化学环境中保持稳定。
5.低挥发性：由于水是溶剂或分散介质，水性聚氨酯相对于有机溶剂型聚氨酯具有较低的挥发性。
6.环保性好：水性聚氨酯采用水作为溶剂或分散介质，不含有机溶剂，具有良好的环保性。
三、水性聚氨酯的应用领域1.涂料：水性聚氨酯因其优异的性能和环保特点，被广泛应用于各类涂料中，例如家具涂料、木器涂料、金属涂料等。
水性聚氨酯涂料具有耐候性好、附着力强、耐磨性好等优点。
2.胶粘剂：水性聚氨酯在胶粘剂领域也有广泛的应用，例如纸张胶粘剂、木制品胶粘剂、皮革胶粘剂等。
水性聚氨酯胶粘剂具有粘接强度高、耐水性好、耐寒性好等特点。
蓖麻油改性封端型水性聚氨酯的制备及性能研究
关键 词 ：蓖麻 油 ； 性聚氨 酯 ； 端型 ； 水 封 环境 友好 中 图分 类号 ： Ｑ ２ ６ ３ Ｔ ４ ． 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１０ ０ ５—１０ （ ０ １ ０ ０ ３ ０ ９ ２ ２ １ ） ６— ０ ５— ４ 司 ； 乙胺 （ Ｅ ， 析 纯 ， 三 Ｔ Ａ） 分 上海 陵 尔 化工 有 限公 司 ；
Ｄ Ａ和 ｃ ＭＰ ｏ加入 量对 ＷＰ Ｕ乳 液和胶膜性 能的影 响 ， 并采 用 Ｆ ． ｒＩ Ｒ和 Ｄ Ｃ对 其进行 了表征 。结果表 Ｓ
明 ， Ｏ的加入 能使 胶膜 的热稳定性 和拉 伸 强度 提 高 、 Ｃ 断裂伸 长 率和 吸水 率 降低 ； 值在 １４—１７ 当 ． ．
之 间 、 ＭＰ Ｄ Ａ质量 分数 为 ３ ２ 一 ． ％ 、 ０添加 量为 ７ ５ 一ｌ． ％ 时 ， 液的综合性 能较 好 。 ．％ ６３ Ｃ ．％ １２ 乳
２ １ 年第 ２ ０１ ６卷 第 ６期
２ １ Ｖ ｌ２ ． ０１ ． ０ ＿ ６ Ｎｏ ６
聚 氨 酯
工 业
・
Ｐ ＹＵ ＴＨＡＮＥ Ｉ ＯＬ ＲＥ ＮＤＵ Ｔ Ｙ Ｓ Ｒ
３ ・ ５
蓖 麻 油 改性 封 端 型 水 性 聚 氨酯 的 制 备及 性 能 研 究
于伟 岸 李青山 洪 伟 吕珍珍
ＭＤ ， 业 级 ， 台万 华 聚 氨 酯 股 份 有 限公 司 ； Ｉ工 烟 聚 乙二 醇 （ Ｅ Ｍ ００ ， 析 纯 ， Ｐ Ｇ， ＝１０ ） 分 天津 市 锦 源 进 出 口贸易 有 限公 司 ； 麻 油 （ Ｏ） 工 业 级 ， 值 为 蓖 Ｃ ， 羟 １０ｍ Ｋ Ｈ ｇ北 京西池 欧化工原料销 售有 限责任公 ６ ｇ Ｏ ／ ，
非极性 脂 肪酸链 ， 赋予 涂 膜 良好 的疏 水 性 能 和耐 可
水性聚氨酯制备实验报告
一、实验目的1. 掌握水性聚氨酯的制备方法；2. 熟悉水性聚氨酯的组成和性能；3. 了解实验操作步骤和注意事项。
二、实验原理水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，WPU）是一种具有优异性能的热塑性弹性体，具有环保、耐腐蚀、耐磨损、粘接强度高等特点。
本实验采用预聚体法合成水性聚氨酯，通过选择合适的原料和工艺条件，制备出性能优良的水性聚氨酯。
三、实验材料1. 原料：聚醚多元醇（如PTMG-1000）、二异氰酸酯（如TDI、HDI）、扩链剂（如乙二胺）、催化剂（如二月桂酸二丁基锡）、中和剂（如三乙胺）、去离子水等；2. 仪器：三口烧瓶、冷凝管、搅拌器、循环水真空泵、离心分离机、分析天平、微量注射器、移液管、激光粒度仪、红外光谱仪等。
四、实验步骤1. 准备反应装置：将三口烧瓶、冷凝管等装入反应装置，并除水处理。
2. 配制原料：按照实验要求，准确称量聚醚多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂、中和剂等原料。
3. 合成预聚体：将称量好的原料倒入三口烧瓶中，加入去离子水，搅拌均匀。
在N2保护下，加热至一定温度，使原料充分反应，形成预聚体。
4. 乳化：将预聚体冷却至室温，加入适量的扩链剂和催化剂，搅拌均匀。
在搅拌下，缓慢加入去离子水，使预聚体形成稳定的乳液。
5. 调节pH值：将乳液pH值调节至中性，以确保乳液的稳定性和性能。
6. 后处理：将乳液离心分离，去除未反应的原料和杂质。
7. 性能测试：利用激光粒度仪、红外光谱仪等仪器对乳液和涂膜进行性能测试。
五、实验结果与分析1. 激光粒度仪测试：水性聚氨酯乳液的粒径分布如图1所示。
从图中可以看出，乳液粒径分布均匀，平均粒径约为200nm。
图1 水性聚氨酯乳液粒径分布2. 红外光谱测试：水性聚氨酯涂膜的官能团如图2所示。
从图中可以看出，涂膜中含有氨基、酯基、脲键等特征吸收峰，说明水性聚氨酯的合成反应已完成。
图2 水性聚氨酯涂膜官能团3. 力学性能测试：水性聚氨酯涂膜的力学性能如表1所示。
水性聚氨酯实验报告
一、实验目的1. 了解水性聚氨酯的制备原理和方法；2. 掌握水性聚氨酯的性能测试方法；3. 分析水性聚氨酯的性能影响因素。
二、实验原理水性聚氨酯是以水为分散介质，将聚氨酯链段通过物理或化学方法分散在水中的聚合物。
其制备方法主要有两种：自乳化法和自溶胀法。
本实验采用自乳化法制备水性聚氨酯。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：（1）聚酯多元醇（PBA）（2）双羟甲基丁酸（DMBA）（3）异氰酸酯（TDI）（4）水（5）引发剂（过硫酸铵）（6）分散剂（聚乙烯醇）2. 实验仪器：（1）磁力搅拌器（2）锥形瓶（3）温度计（4）移液管（5）分光光度计（6）凝胶渗透色谱仪（7）傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）（8）万能试验机四、实验步骤1. 按照实验配方，称取聚酯多元醇、双羟甲基丁酸、异氰酸酯、水和分散剂，放入锥形瓶中；2. 将锥形瓶放入磁力搅拌器中，开启搅拌器，缓慢加入引发剂；3. 在搅拌过程中，逐渐升温至一定温度，维持一定时间；4. 将混合物转移到另一个锥形瓶中，继续搅拌；5. 将混合物进行离心分离，得到水性聚氨酯乳液；6. 对制备的水性聚氨酯乳液进行性能测试，包括固含量、粒径、粘度、力学性能等。
五、实验结果与分析1. 固含量：通过测定水性聚氨酯乳液的固含量，可以了解其分散程度。
实验结果显示，制备的水性聚氨酯乳液固含量较高，说明分散效果较好。
2. 粒径：粒径是影响水性聚氨酯性能的重要因素。
实验结果显示，制备的水性聚氨酯乳液粒径较小，有利于提高其成膜性能。
3. 粘度：粘度是衡量水性聚氨酯乳液稳定性的重要指标。
实验结果显示，制备的水性聚氨酯乳液粘度适中，有利于其在实际应用中的使用。
4. 力学性能：通过测定水性聚氨酯胶膜的拉伸强度、撕裂强度等力学性能，可以了解其应用效果。
实验结果显示，制备的水性聚氨酯胶膜力学性能良好，满足实际应用需求。
5. FTIR分析：通过对水性聚氨酯进行FTIR分析，可以了解其结构特点。
实验结果显示，制备的水性聚氨酯具有典型的聚氨酯结构特征。
封闭型水性聚氨酯合成及在纸张表面施胶中的应用
·封闭型水性聚氨酯施胶·封闭型水性聚氨酯合成及在纸张表面施胶中的应用段业睿1，2沈一丁1，2，*李小瑞1，2刘一鹤1，2杨博1，2李春艳1，2（1.陕西科技大学化学与化工学院，陕西西安，710021；2.陕西省轻化工助剂重点实验室，陕西西安，710021）摘要：采用一步聚合法，以聚乙二醇350单甲醚（mPEG350）、丁二醇（BDO ）、二羟甲基丙酸（DMPA ）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI ）为原料进行聚合，得到一种封闭型的水性聚氨酯（BWPU ）。
将质量分数1%的BWPU 与质量分数4%的PVA 复配成施胶液（SSA ），用于纸张表面施胶。
结果表明，当DMPA 添加量为10%、n （mPEG350）∶n （BDO ）=1∶0.2、n （—NCO ）∶n （—OH ）（R 值）为1.8，甲乙酮肟（MEKO ）添加量为21.3%时，制备得到的BWPU 性能最佳，其粒径为291.0nm ，分散稳定性指数（TSI ）为1.33。
施胶后的纸张撕裂指数为11.9mN·m 2/g ，挺度为95.8mN ，抗张指数为82.6N·m/g ，耐折度为3394次，接触角为79.69°，施胶度为28.14°；与原纸相比，各项指标分别提高了76.8%、43.4%、7.8%、71.2%、26.3%，1307.0%。
与市售施胶剂施胶后纸张相比，各项指标分别提高了20.9%、8.1%、15.9%、15.2%、10.3%、24.0%。
关键词：封闭型水性聚氨酯；R 值；表面施胶；纸张性能中图分类号：TS727+.5文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2021.12.005Synthesis of Closed Waterborne Polyurethane and Its Application in Paper Surface SizingDUAN Yerui 1，2SHEN Yiding 1，2，*LI Xiaorui 1，2LIU Yihe 1，2YANG Bo 1，2LI Chunyan 1，2（1.College of Chemistry and Chemical Engineering ，Shaanxi University of Science and Technology ，Xi'an ，Shaanxi Province ，710021；2.Key Lab of Light Chemical Auxiliary Agents of Shaanxi Province ，Xi'an ，Shaanxi Province ，710021）（*E -mail ：ydshen@ ）Abstract ：A one -step polymerization method was used to prepare a closed aqueous polyurethane （BWPU ）polymerized with polyethylene gly⁃col 350monomethyl ether （mPEG350），butanediol （BDO ），dimethylolpropionic acid （DMPA ），and isophorone diisocyanate （IPDI ）as raw materials.The 1%BWPU and 4%PVA were compounded into a sizing solution （SSA ）for paper surface sizing.The results showed that the optimized performance of BWPU could be obtained with the DMPA content of 10%，n （mPEG350）∶n （BDO ）=1∶0.2，R value of 1.8，andethyl methyl ketone oxime （MEKO ）content of 21.3%，of which the particle size was 291.0nm and the TSI was 1.33.After surface sizing ，the paper had a better performance with the tear index of 11.9mN ·m 2/g ，the stiffness of 95.8mN ，the tensile index of 82.6N ·m/g ，the folding endurance of 3394times ，the contact angle of 79.69°，and the sizing degree of 28.14°.Compared with the original paper ，the indi⁃cators increased by 76.8%，43.4%，7.8%，71.2%，26.3%，1307.0%，pared with the paper sized with sizing agent onthe market ，the indicators increased by 20.9%，8.1%，15.9%，15.2%，10.3%，24.0%，respectively.Key words ：closed waterborne polyurethane ；R value ；surface sizing ；paper properties水性聚氨酯（WPU ）具有不会燃烧爆炸、无毒性、对环境污染小等优点[1-4]，近几年被广泛应用于皮革、造纸、涂料等多个领域[5]。