水性聚氨酯的制备与性能研究
富马海松酸改性水性聚氨酯的制备和性能研究
反应 ， 且 生 成 了 Ｅ 并 Ｐ改 性 ＷＰ 随 着 Ｅ Ｕ； Ｐ用 量 的 增 加 ， 膜 的 硬 度 、 水 性 及 力 学 性 能 增 强 ， 乳 液 外 观 和 稳 定 性 变 差 ， 胶 耐 但
故 Ｅ Ｐ质量分数为 ３０％ 较适宜 ； Ｄ Ａ质量分数 为 ６ ０％ 时 ， ． 当 ＭＰ ． 乳液 呈微 透明状 ， 储存 稳定性较好 。 以 自制的富马海松 酸改 性水性聚氨酯 及纳 米 氧化锌 （ ｎ 为 原料 ， Ｚ Ｏ） 制备 了富马海 松 酸改性 水性 聚氨 酯／ 纳米 Ｚ Ｏ ｎ
制备 的富马海 松酸进 行纯 化 。研究 结 果表 明 ， 适 宜 的 反应 条 件 是 富 马酸 加入 量 为 松香 总 质 量 的 ３ 较 Ｏ％ ， 反应 温 度
２ ０℃ ， １ 反应时间 ３ｈ 在此条件 下制备的富马松香 经钾 盐法纯化得到 的富马海松 酸纯度为 ９ ． ％ ， ， ５ １ 得率 为 ９ ． ３ ８％ ， 利 并
第４ ６卷第 ２期
２１ ０ ２年 ３月
生 物 质 化 学 工 程
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。
羟基硅油改性水性聚氨酯的制备与性能研究
物， 这样不仅提高 ＷＰ Ｕ材料 的性能 ， 而且扩大 了聚 硅氧烷和聚氨酯材料的使用范围 Ｊ 。 本研 究 以二 苯基 甲烷 二 异 氰 酸 酯 （ ＭＤ Ｉ ） 、 聚 乙 二醇（ Ｐ Ｅ Ｇ ） 和Ｐ Ｄ Ｍ Ｓ 为主要原料 ， 制备有机硅一 聚氨 酯嵌段共聚物， 并重点分析不 同 Ｐ Ｄ Ｍ Ｓ用量对改性 后 ＷＰ Ｕ性 能及 胶膜 的耐 水性 和力 学 性能 的影 响 。
１ 实验 部分 １ ． １ 主 要原料
匀速搅拌 １ ０ ｍ ｉ ｎ ， 然后加人剩余部分 Ｍ Ｄ Ｉ 和称量好 的Ｐ Ｄ ＭＳ ， 加 ３— ４滴 Ｄ Ｂ Ｔ Ｄ Ｌ， 然 后在 ７ ０℃下 继续 恒
温匀速 搅拌 ， 反 应过 程 中注 意粘度 变化 ， 发现 粘度 过 大时则 加入 适量 丙 酮降粘 。用二 正 丁胺 法测 定反 应 体系的 Ｎ Ｃ Ｏ含 量 ， 待达 到理论 Ｎ Ｃ Ｏ质 量分 数 ３ ． ５ ％ 时， 最 后再 加 入 总 质 量 分 数 ６ ％的 Ｂ Ｄ Ｏ扩 链 １ ｈ 。
扩链结束后 ， 将反应体系降至 ３ ０— ３ ５℃ ， 向其 中加
入适 量 Ｔ Ｅ Ａ 中 和 （中 和 度 为 １ １ ０ ％） ， 强 力 搅 拌
ＭＤ Ｉ ， 工业级 ， 烟 台万 华 聚氨 酯 股 份 有 限公 司 ； Ｐ Ｅ Ｇ（ Ｍ ＝１ ０ ０ ０ ） ， 分析纯 ， 天 津 市 锦 源 进 出 口贸 易 有 限公 司 ； Ⅳ， Ｎ － － ＇ ￣基 甲酰胺 （ Ｄ Ｍ Ｆ ） ， 分析纯 ， 天津
耐 化学 品性 羟基 硅 油 （ Ｐ Ｄ ＭＳ ） 对其进行 改性 ， 但 是 改性 后 ＷＰ Ｕ的机 械性 能 较 差 Ｊ ， 而 ＷＰ Ｕ虽 然具 有 较好 的机械 性能 但 是 耐水 性 较 差 ， 为 了让 两者 优 势 互补 ， 往 往通 过交 联 改性形 成 聚 硅氧 烷 一 聚氨 酯共 聚
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。
水性聚氨酯
水性聚氨酯简介水性聚氨酯是一种具有良好附着力和耐候性的高分子材料。
它是由聚氨酯预聚体、溶剂、交联剂和助剂组成的涂料。
由于其低VOC（挥发性有机化合物）排放和环境友好性，水性聚氨酯广泛应用于建筑、汽车、家具和航空航天等领域。
本文将详细介绍水性聚氨酯的性质、应用和制备方法。
性质1.附着力：水性聚氨酯在多种不同的基材上具有优异的附着力，如金属、塑料、木材等。
2.耐候性：水性聚氨酯具有出色的耐候性，能够抵抗紫外线、高温和湿度等环境因素的侵蚀。
3.耐化学性：水性聚氨酯具有出色的耐酸碱、溶剂和盐水的性能。
4.耐磨性：水性聚氨酯涂层具有很高的耐磨损性，保护基材不易受到划伤和磨损。
5.耐水性：水性聚氨酯具有良好的耐水性，不易被水分侵蚀和损坏。
应用1.建筑行业：水性聚氨酯广泛应用于建筑物的外墙、屋面和地板涂装，保护建筑材料免受紫外线、酸雨和其他恶劣环境的侵蚀。
2.汽车行业：水性聚氨酯用于汽车涂料，提供良好的外观效果和保护漆面，同时降低对环境的污染。
3.家具制造：水性聚氨酯用于家具涂装，为家具提供耐磨、耐刮擦和防水的功能。
4.包装材料：水性聚氨酯用于包装材料的涂层，提供保护性能和增加材料的强度和稳定性。
5.航空航天业：水性聚氨酯用于航空航天器的防腐蚀涂层，保护飞行器免受高温、高速度和外界环境的损害。
制备方法水性聚氨酯的制备方法主要包括以下几个步骤：1.聚合反应：将聚氨酯预聚体与交联剂在适当的溶剂中进行聚合反应，形成聚合物链。
2.技术调整：添加适量的助剂，调整涂料的粘度、硬度和耐候性等性质。
3.过滤和处理：通过过滤和处理，去除其中的杂质和颗粒，确保涂料质量的稳定和均匀。
4.包装和储存：将制备好的水性聚氨酯涂料进行包装，并储存在适当的环境中，以保证其质量和使用寿命。
结论水性聚氨酯是一种具有良好性能和环境友好性的高分子材料。
它在建筑、汽车、家具和航空航天等领域得到广泛应用。
制备水性聚氨酯的方法相对简单，通过聚合反应和技术调整等步骤，可以获得具有优异性能的水性聚氨酯涂料。
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。
全水性聚氨酯合成革制备工艺研究
全水性聚氨酯合成革制备工艺研究全水性聚氨酯合成革制备工艺研究引言：近年来，合成材料的应用范围不断扩大，在人们的生活中起到了重要的作用。
合成革作为一种环保材料，广泛应用于家具、汽车座椅、鞋子等领域。
全水性聚氨酯合成革作为合成革的一种新型材料，在生产过程中减少了有机溶剂的使用，具有环保、经济、可持续等优势。
本文将对全水性聚氨酯合成革的制备工艺进行研究和分析。
一、全水性聚氨酯的特点全水性聚氨酯是指由水性聚合物改性而得的聚氨酯材料。
与传统的溶剂型聚氨酯相比，全水性聚氨酯具有以下特点：1. 环保性：全水性聚氨酯在生产过程中使用水作为溶剂，不含有机溶剂，不产生有害气体，符合环保要求。
2. 可持续性：水作为溶剂可以循环利用，减少了资源消耗。
3. 经济性：由于不使用有机溶剂，全水性聚氨酯的生产成本相对较低。
4. 耐久性：全水性聚氨酯具有优异的耐磨、耐寒、耐酸碱等性能。
二、全水性聚氨酯合成革制备工艺全水性聚氨酯合成革的制备工艺包括底布涂层、涂料配方、涂层成膜等流程。
1. 底布涂层全水性聚氨酯合成革的底布涂层是指将聚氨酯树脂涂覆在底布上，形成粘合层。
底布涂层的目的是增加革面的强度和稳定性。
涂层过程中应注意调整涂料的黏度和固含量，选择合适的涂布设备，确保底布上涂布均匀，避免产生气泡和缺陷。
2. 涂料配方全水性聚氨酯合成革的涂料配方是合成革的核心之一，直接影响到成品的性能。
涂料配方主要包括树脂、交联剂、增塑剂、填料等成分。
树脂是涂料的主要组分，决定了合成革的耐久性和柔软度。
合适的树脂选择能够提高革面的耐磨性、耐寒性和耐酸碱性。
交联剂的添加可以增加涂料的耐久性和成膜性能，提高合成革的强度和耐磨性。
增塑剂的使用可以增加合成革的柔软度，并提高其抗老化性能。
3. 涂层成膜涂层成膜是指将涂布好的底布放置在烘干设备中进行加热和固化。
烘干温度、时间和湿度的控制对于成膜效果至关重要。
在成膜过程中，应根据涂布的厚度、树脂的固化性质以及产品的用途来选择合适的烘干条件。
水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究
水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究引言：随着人们对材料功能的不断要求，自修复材料成为研究的热点领域。
在此背景下，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料因其优秀的性能和环境友好性得到了广泛关注。
本文旨在研究水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法并探讨其性能。
一、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备主要分为以下几个步骤：1. 聚合物的合成：采用聚丙烯酸酯和聚氨酯作为主要材料进行合成。
首先，将聚丙烯酸酯和聚氨酯按照一定的配比加入到反应釜中，控制温度和反应时间进行聚合反应，得到聚合物。
2. 自修复涂层的制备：将得到的聚合物与一定比例的溶剂混合，搅拌均匀后得到自修复涂层。
3. 材料的涂覆：将自修复涂层涂覆在需要修复的材料表面，然后进行固化处理，形成稳定的复合材料。
二、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的性能1. 自修复性能：通过在材料表面制备自修复涂层，当材料发生裂纹或损伤时，涂层中的自修复剂会自动释放填充到裂纹中，与裂纹中的污染物反应形成新的化学键，从而实现自修复效果。
2. 机械性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有优异的强度和韧性，可以抵抗较大的力量作用，并能保持材料的持久性。
3. 环境友好性：与传统的有机溶剂制备的材料相比，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料使用水作为溶剂，无毒无害，对环境友好。
4. 耐热性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有较好的耐高温性能，可以在高温环境下使用。
三、结论水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料通过制备自修复涂层，能够实现对材料的自动修复。
该材料具有良好的机械性能、环境友好性和耐热性能，具有广阔的应用前景。
随着对自修复材料研究的不断深入，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料有望在航空、汽车、建筑等领域得到更广泛的应用综上所述，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料是一种具有良好性能和广阔应用前景的材料。
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。
MDI-50基水性聚氨酯的制备与性能测试的开题报告
MDI-50基水性聚氨酯的制备与性能测试的开题报告一、研究背景聚氨酯是一种重要的高分子材料，广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。
水性聚氨酯是相对于传统的溶剂型聚氨酯而言，具有环保、低污染、易操作等优点，越来越受到人们的关注和重视。
MDI（二异氰酸酯甲苯）作为聚氨酯材料的重要原料之一，在制备水性聚氨酯中也有广泛应用。
MDI-50基水性聚氨酯的制备与性能测试是一个较为有实际应用价值的研究课题。
二、研究目的本课题旨在制备MDI-50基水性聚氨酯，探索其优良性能，并对其性能进行测试和分析。
具体研究目标包括：1.确定水性聚氨酯的制备工艺参数，例如原料比例、反应温度、反应时间等；2.测试水性聚氨酯的基本性能，例如干燥时间、硬度、粘度等；3.对不同加入量的MDI-50对水性聚氨酯性能的影响进行比较分析。
三、研究内容1.制备MDI-50基水性聚氨酯：根据不同原料比例，采用批量加料法或逐步加料法制备MDI-50基水性聚氨酯，尝试探索较优的制备工艺参数。
2.测试水性聚氨酯的基本性能：使用粘度计、万能试验机、涂层硬度计等设备测试水性聚氨酯的粘度、硬度、干燥时间等基本性能参数。
3.比较分析不同MDI-50加入量对水性聚氨酯性能的影响：制备不同加入量的MDI-50基水性聚氨酯，测试其性能并与对照组进行比较分析。
四、研究意义MDI-50基水性聚氨酯是一种高性能材料，在各个领域都有广泛的应用前景。
本研究通过探索水性聚氨酯的制备工艺，测试其基本性能，比较不同MDI-50加入量的影响等，为MDI-50基水性聚氨酯的制备、应用提供了重要的参考和依据。
同时，在环保材料发展的背景下，研究水性聚氨酯的制备和应用也具有广泛的社会意义。
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。
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。
环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究
３４ ０ ） １０ ６
摘 要 ：以异佛 尔酮二 异氰 酸 酯（Ｐ Ｉ 、 酯 多元 醇 （ Ｅ Ａ） ＩＤ ） 聚 Ｐ Ｄ 为主 要 原料 ， 羟 甲基 丙酸 （ ＭＰ 二 Ｄ Ａ） 为 亲水性 扩链 剂 ， 过添加 不 同种 类和不 同含 量 的环 氧树 脂 （ 一２ Ｅ ５ ） 行 改性 ， 成 了环 氧树 通 Ｅ １ 、 －１ 进 合
８ 时， ％ 制备 的 Ｅ Ｕ乳液 和胶 膜 的性 能较好 。 ＷＰ
关键 词 ：环氧 树脂 ； 水性 聚氨 酯 ； 改性 中图分类 号 ： Ｑ ３ ３ ８ Ｔ ２ ． 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ５—１０ （ ０ ９ ０ ０ ４ ０ １０ ９ ２ ２０ ） ６— ０ ２— ４
高强度 和热 稳定性 好 等特 点 ， 已成 为应 用 广 泛 的 早 热 固性 材 料 。在 ＷＰ 的 改 性 反 应 中 ， 用 环 氧 Ｕ 利
一
司 ； 酚 Ａ 型 环 氧 树 脂 ， 号 Ｅ５ 环 氧 值 双 型 －１（ ０ ５ ｏ １０ｇ 羟值 １．８ｍ Ｋ Ｈ ｇ 、 号 Ｅ１ ．４ｍ ｌ ０ ， ／ ５６ ｇ Ｏ ／ ） 型 一２ （ 氧 值 ０ １ ｏ １０ｇ 羟值 １０ １ ｇ Ｏ ／ ） 环 ． １ｍ ｌ ０ ， ／ ６．６ｍ Ｋ Ｈ ｇ ， 工业 级 ， 江苏 三木 化 工有 限公 司 ； 乙胺 （ Ｅ 、 三 Ｔ 析 仪 ， ｓ ｒｚｒ ００型 ， ｌｃｏ ｒ 激 Ｍａｔｓ ｅ－ ０ ｅｉ ２
英 国 Ｍａ ｅ ｌ ｒ 司 ； 转 粘度 计 ， Ｄ －Ｓ型 ， 海 精 ｖ ｎ公 旋 Ｎ Ｊ８ 上 天 电子仪 器有 限公 司 ， 测 试 的乳 液 固体 质量 分 数 所 均用 去 离子水 统一 调节 为 ２ ％ ； 力试 验机 ， Ｗ一 ５ 拉 ＷＤ
“环氧树脂改性水性聚氨酯”资料汇总
“环氧树脂改性水性聚氨酯”资料汇总目录一、木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究二、环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成研究三、环氧树脂改性水性聚氨酯的合成研究四、丙烯酸树脂—环氧树脂改性水性聚氨酯的研制五、环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备与研究木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究随着环保意识的日益增强，水性聚氨酯作为一种环境友好型的高分子材料，在许多领域得到了广泛的应用。
然而，水性聚氨酯的耐水性、耐化学腐蚀性等性能仍有待提高。
为了改善这些性能，研究者们开始探索如何将木质素基环氧树脂应用于水性聚氨酯的改性中。
木质素基环氧树脂的制备主要分为两个步骤：首先是木质素的预处理，包括去除杂质和降低极性；其次是环氧化的过程，通过氧化剂将木质素转化为环氧树脂。
制备得到的水性聚氨酯，其制备方法主要包括聚合物合成和乳化两个步骤。
将木质素基环氧树脂与水性聚氨酯进行混合，再通过乳化剂的作用形成稳定的水性分散体。
改性后的水性聚氨酯在物理性能、耐水性、耐化学腐蚀性等方面均有所改善。
这主要归功于木质素基环氧树脂的优良性能，如良好的耐热性、耐化学腐蚀性和绝缘性等。
木质素基环氧树脂的引入还提高了水性聚氨酯的粘附力，使其在复合材料、涂料等领域有更广泛的应用前景。
通过对木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究，我们发现这种改性材料具有良好的环保性能和优异的物理性能，有望成为未来水性聚氨酯的重要发展方向。
然而，如何实现木质素基环氧树脂与水性聚氨酯的均匀混合，以及如何在保持材料性能的同时降低生产成本，仍是需要进一步研究的问题。
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成研究随着环保意识的日益增强，水性聚氨酯胶粘剂因其无毒、无污染的特性，在许多领域得到了广泛应用。
然而，纯水性聚氨酯胶粘剂往往存在粘附力低、耐水性差等缺点，限制了其应用范围。
为了改善这些性能，环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂成为了研究的热点。
本文旨在探讨环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成方法及其性能。
聚酯型水性聚氨酯的合成和性能研究
聚酯型水性聚氨酯的合成和性能研究以甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸等为主要原料合成了聚酯型水性聚氨酯乳液。
研究了三羟甲基丙烷（TMP），二羟甲基丙酸（DMPA），异氰酸酯基与羟基物质的量比（nNCO/nOH）等对水性聚氨酯耐水性能、稳定性以及力学性能等的影响。
结果表明，当nNCO/nOH为2，DMPA含量为6%，TMP 加入量0.6%，水性聚氨酯性能最佳。
标签：水性聚氨酯（WPU）；TMP；吸水性；力学性能随着人们环保意识的提高以及对溶剂型涂料的控制越来越严格，开发无溶剂无污染的绿色涂料显得越发重要[1～4]。
聚酯型WPU因低污染、不易燃以及来源方便，在汽车内饰、房屋装修、纺织物整理等方面被广泛应用[5，6]。
但由于其耐水性差、力学性能不能达到要求，使其使用受到限制。
本实验以TMP为交联剂制备了聚酯型WPU。
探讨了NCO/OH物质的量比、DMPA用量和TMP用量对WPU吸水性和力学性能的影响。
1 实验部分1.1 主要试剂聚酯二元醇，工业级，烟台万华聚氨酯股份有限公司；二羟甲基丙酸（DMPA），化学纯，上海国药集团；三羟甲基丙烷（TMP），分析纯，科密欧化学试剂开发中心；2，4-甲苯二异氰酸酯（TDI），工业级，武汉市江北化学试剂厂；三乙胺（TEA）、1、4-丁二醇（BDO）、二丁基二月桂酸锡，均为分析纯，上海国药集团；丙酮，分析纯，湖北奥升新材料科技有限公司。
1.2 WPU的制备在四口烧瓶内加入经过真空脱水处理的聚酯二元醇、TDI和适量催化剂，在85 ℃反应1.5 h。
降温至75 ℃加入适量丙酮降低黏度，加入一定量的DMPA反应2 h，再加入计量好的TMP保温反应2 h，冷却至30 ℃，用与DMPA等摩尔量的TEA进行中和30 min，在高速搅拌下加入含有一定量BDO的去离子水，反应45 min制得WPU乳液。
胶膜的制备：制备好的乳液在四氟乙烯板上流延成膜，在室温下放置4 h，再放入50 ℃烘箱中干燥20 h取出，备用。
疏水型水性聚氨酯的制备及应用研究
疏水型水性聚氨酯的制备及应用研究疏水型水性聚氨酯的制备及应用研究引言：水性聚氨酯是一种重要的高分子材料，具有良好的环境友好性和可持续发展性。
然而，由于其水溶性导致其在湿润环境中易受水的侵蚀，限制了其在一些特殊应用领域的应用。
为了解决这一问题，研究人员提出了疏水型水性聚氨酯的制备方法，使其具有优异的耐水性和附着性。
本文将重点讨论疏水型水性聚氨酯的制备方法以及在不同领域的应用研究。
制备方法：制备疏水型水性聚氨酯的方法主要有以下几种：1. 添加疏水性单体：在聚氨酯的合成过程中添加疏水性单体，如疏水性聚醚、疏水性丙烯酸酯等。
这些疏水性单体与主链形成交联结构，提高了聚氨酯的耐水性。
2. 接枝疏水性链段：将疏水性链段接枝到聚氨酯分子上。
这种方法通过在聚氨酯链段上引入疏水性物质，形成疏水型水性聚氨酯。
常用的接枝方法有原位聚合法、交联剂接枝法等。
3. 表面改性法：通过在聚氨酯表面引入疏水性功能基团，使其具有良好的疏水性。
常用的表面改性方法有辐射引发聚合法、溶液浸渍法等。
应用研究：疏水型水性聚氨酯在不同领域具有广阔的应用前景。
以下是几个典型的应用领域：1. 涂料领域：疏水型水性聚氨酯具有良好的附着性和耐水性，在涂料领域具有广泛的应用。
特别是在汽车涂料和建筑涂料中，其不仅能提供优异的防水性能，还能增强涂料的硬度和耐磨性。
2. 纺织品领域：疏水型水性聚氨酯可用于纺织品的功能性涂层，使纺织品具有防水、阻燃、抗菌等特性。
此外，疏水型水性聚氨酯还可以用于纺织品的印染加工，提高纺织品的色牢度和耐洗性。
3. 包装材料领域：疏水型水性聚氨酯具有良好的水蒸气阻隔性能和耐水性，可用于包装材料的制备。
其在食品包装、药品包装等领域具有广泛的应用。
4. 皮革领域：疏水型水性聚氨酯可以用于皮革的饰面处理，使皮革具有良好的耐水性和耐磨性。
此外，其还可以用于制备仿皮革材料，实现传统皮革的替代。
结论：疏水型水性聚氨酯作为一种新型高分子材料，具有广阔的应用前景。
交联型-聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究
交联型-聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究交联型/聚合型水性聚氨酯的制备及性能研究1.引言水性聚氨酯 (Waterborne Polyurethane，简称：WPU) 是一种在环境友好的水相体系中进行合成的聚合物，受到了广泛的关注和研究。
其优异的性能使其在涂料、胶粘剂、纤维等领域具有良好的应用前景。
通过交联和聚合两种不同的方法制备交联型/聚合型水性聚氨酯，可以进一步改善其性能，提高其在各个领域的应用能力。
2.制备方法2.1 交联型水性聚氨酯的制备方法交联型水性聚氨酯的制备主要通过聚合反应中引入交联剂来实现。
常用的交联剂有异氰酸酯类、聚醚二醇等。
例如，将异氰酸酯与聚醚二醇等在适当条件下进行反应，经过调整反应条件（如配比、分子量等），可制备出具有不同交联程度的交联型水性聚氨酯。
2.2 聚合型水性聚氨酯的制备方法聚合型水性聚氨酯的制备主要通过聚合反应中引入交联剂来实现。
常用的交联剂有丙烯酸、甲基丙烯酸等。
例如，将丙烯酸与甲基丙烯酸等在适当条件下进行反应，经过调整反应条件（如配比、反应时间等），可制备出具有不同聚合度的聚合型水性聚氨酯。
3.性能研究3.1 交联型水性聚氨酯的性能研究交联型水性聚氨酯具有良好的耐温性、耐化学品性、耐磨性等优点。
通过改变交联剂的种类和用量，可以进一步调控交联度，从而改变其力学性能。
例如，引入聚醚二醇作为交联剂，可以使交联型水性聚氨酯具有较好的柔韧性和弹性；而引入异氰酸酯类作为交联剂，则可以增加其硬度和耐磨性。
3.2 聚合型水性聚氨酯的性能研究聚合型水性聚氨酯具有较好的附着力、耐候性、溶剂稳定性等性能。
通过改变不同交联剂的种类和比例，可以调控其固化速度和交联度，从而影响其性能。
例如，引入丙烯酸作为交联剂，可以使聚合型水性聚氨酯具有较好的耐候性和耐臭氧性；而引入甲基丙烯酸作为交联剂，则可以提高其耐溶剂性。
4.应用前景交联型/聚合型水性聚氨酯具有良好的环境友好性、可持续性和应用性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、纤维等领域。
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文章编号:1671-3559(2006)03-0216-04收稿日期:2006-01-08基金项目:国家973计划(2003C B615701)作者简介:董海军(1975-),男,黑龙江佳木斯人,讲师,硕士生。
水性聚氨酯的制备与性能研究董海军,兰俊杰,王书理,李良波,孟平蕊(济南大学化学化工学院,山东济南250022)摘 要:以异氰酸酯和多元醇为原料,合成了聚氨酯预聚体,经过扩链反应制备了自乳化水性聚氨酯聚合物。
通过水分散工艺得到水性聚氨酯乳液。
测定了合成过程中异氰酸酯基(-NC O )的含量,使用红外光谱对合成的水性聚氨酯聚合物进行了结构表征,实验研究了水性聚氨酯乳液的性能变化等关系。
关键词:水性;合成;聚氨酯;性能测定中图分类号:T Q323.8文献标识码:A水性聚氨酯是一种性能优良的水分散性树脂,可以应用于制造低VOC 含量的各种涂料。
随着人们环保和健康意识的增强,对绿色装饰装修产品的需求不断升级,水性聚氨酯的研发正在得到国内外同行的日益重视,目前该领域的研究报道很多[1]。
但是,大多数研究都是基于用化学试剂作为原料,很少使用工业原料进行合成,也没有以制造各类建筑涂料作为明确的研发目的,以制造涂料为目的的水性聚氨酯的商业化生产还有相当的距离[2-3]。
本研究中,异氰酸酯、多元醇化合物及大部分其他成分都采用了工业品为原料,性能研究与设计也符合涂料使用要求。
本研究还进行了水性聚氨脂的结构表征,以及稳定性、粘接性等的实验研究。
1 实验部分111 水性聚氨脂乳液合成制备实验称取聚醚多元醇、聚酯多元醇,放入四口瓶中真空脱水。
加入T DI 进行反应,制得含游离异氰酸酯基的预聚物,再进行扩链反应。
测定异氰酸酯基(-NC O )的含量,然后加酒石酸丙酮溶液,升温至55～60℃,回流保温1h ,将溶液冷却至室温,慢慢加入三乙胺丙酮溶液搅拌均匀[4]。
测量异氰酸酯基的含量之后,在室温下,在高速搅拌(约400～500r/min )下缓慢加入蒸馏水,制成乳状液。
将此液体放入蒸馏装置中,搅拌,当升温至55～60℃开始抽真空(真空度为(410～460)×133.322Pa ),蒸出丙酮,得到水性聚氨脂乳液。
乳液呈乳白色,最后测得pH 值为7[5]。
112 溶剂性聚氨酯合成制备实验称取聚醚多元醇和聚酯多元醇,进入四口瓶中,搅拌,升温、真空脱水。
缓缓加入T DI ,反应1h 。
制成含游离异氰酸脂基的预聚物。
在预聚物中缓慢添加一缩二乙二醇,继续反应3h ,得到溶剂性聚氨酯[6]。
113 测定异氰酸酯基的含量(1)原理异氰酸脂与二丁胺定量反应,过量的二丁胺用标准盐酸滴定。
反应式如下:RNC O +H N (C 4H 9)2RH NC ON (C 4H 9)2(2)试剂甲苯-二丁胺溶液,溶解26g 二丁胺于100m L 干燥的甲苯中,贮于棕色瓶内备用;0.5m ol ・L -1标准盐酸溶液,无水甲苯;异丙醇;0.1%溴甲酚绿指示剂。
(3)操作称取0.3～0.5g 预聚物于250m L 干燥的三角烧瓶内,加入40m L 的干燥甲苯溶解样品。
用移液管移取10m L 甲苯-二丁胺溶液,加至三角烧瓶内,振荡溶解样品,放置30min 后,用10m L 无水甲苯冲洗瓶壁,再加入40～50m L 异丙醇,一到两滴指示剂,用标准盐酸滴定至黄色。
同时做空白实验。
参考G B 12009.4-89异氰酸脂含量:含量%=(V 空-V 样)×015×42×100m ×100式中:42———异氰酸酯物质的量;V 空———空白滴定时标准盐酸的用量,m L ;第20卷第3期2006年7月济南大学学报(自然科学版)JOURNA L OF J I NAN UNI VERSITY (Sci.&T ech 1)V ol.20 N o.3Jul.2006V样———样品滴定时标准盐酸的用量,m L;0.5———标准盐酸的浓度;m ol・L-1;m———样品质量,kg。
指示剂配制:0.1g溴甲酚绿与21m L0.05m ol・L-1NaOH溶液一起研匀,加水稀释成100m L。
114 水性聚氨脂粘结性能测试将水性聚氨脂乳液涂在约宽2cm、长7～10cm 的木片上,做粘结力试验;粘接长度4～5cm。
涂好数块木片,将粘接好的木片先在空气中放置一段时间,再放入干燥箱里,于40℃左右干燥24h。
然后做拉力测试。
115 涂膜的制备将制得的乳液涂覆在塑料模板上,室温下风干,再放入烘箱于50℃下烘4h,然后升温至100℃继续烘2h,取出放入干燥器中自然冷却,从模板上取下干燥膜待分析测试用[7]。
116 硬度的测定将制备的涂膜在常温,大气环境中存放7d,以使分散体粒子间的分子链相互扩散融合完成成膜过程。
按G B2411-80规定的方法测邵氏硬度。
117 力学性能的测定将涂膜制成标准型试样,在拉力试验机上测定拉伸强度和断裂伸长率。
拉伸速度为250mm・min-1。
118 流体力学行为考察采用旋转粘度计,切变速率136～1500s-1,温度20℃。
将以上实验重复,可以得到稳定的水性聚氨脂乳液。
2 结果与讨论211 异氰酸酯的测定依据实验步骤,对实验过程中取出的样品进行滴定,取出样品的重量为0.5g,前后分别滴定消耗的盐酸为79.6m L和81.1m L,空白实验消耗的盐酸为81.1m L。
计算可得,扩链后异氰酸酯的残余质量分数为6.3%,加水乳化前异氰酸酯的残余为0。
因此可视反应进行完全,异氰酸脂在反应中完全被消耗掉。
异氰酸酯除了与聚醚反应要消耗外,还能与扩链剂一缩二乙二醇、酒石酸以及三已胺反应而消耗掉。
212 红外光谱结构表征用红外光谱对所合成的水性聚氨酯结构进行了表征,图1为聚醚型水性聚氨酯的红外光谱图。
图1中3303.7cm-1处为NH的伸缩振动峰;1732.9cm-1处为C ONH的C O伸缩振动峰;1543.8 cm-1处为C ONH的NH变形振动峰。
以上3个峰是聚氨酯中氨基甲酸酯的特征振动峰,说明所合成的物质中确实有氨基甲酸酯生成。
1106.6cm-1处为聚氨酯中醚键C OC的的伸缩振动峰;1606.59cm-1处为苯环骨架的伸缩振动峰;2867.6cm-1处为CH 的对称伸缩振动峰;2988.6cm-1处为CH的非对称伸缩振动峰;1456.8cm-1处为脲基甲酸酯C O的伸缩振动峰,说明所合成的聚氨酯主链中有脲基甲酸酯生成。
同时,将聚醚多元醇做红外光谱分析,两种聚醚红外光谱图相同,见图2。
图1 合成的水性聚氨酯红外光谱图2 聚醚多元醇的红外光谱213 反应中工艺条件的影响(1)合成过程中反应温度应适宜。
当温度太高时,反应大量放热使预聚反应难以控制;温度太低时反应速度较慢,效率太低。
作者发现,在60～70℃下进行预聚反应是比较适宜的。
(2)要严格控制催化剂用量。
用量过多则反应较快,体系粘度急剧增大,反应不易控制。
作者确定催化剂用量为原料质量的0.1%。
(3)反应时间要合适。
要使预聚反应充分,就必须适当地延长反应时间,否则加水乳化时,残余的T DI就会与水反应生成聚氨酯聚脲,在乳液中产生结块,影响乳液的质量。
712第3期 董海军,等:水性聚氨酯的制备与性能研究 (4)在制备主剂过程中,原料中水分含量过高易使反应发生凝胶现象,所以应控制水分质量分数在0.1%以下。
加料时,必须先加入T DI ,后加催化剂,才能使反应顺利地进行。
反应温度过低,反应速度缓慢;温度过高,副反应增加,影响胶的质量,甚至会发生凝胶现象。
反应温度应控制在70～80℃。
214 n (NC O )∶n (OH )比例与涂膜机械性能的关系由表1可见,随n (NC O )∶n (OH )的增加,胶膜的拉伸强度增加,而伸长率下降。
但是比值增加会使得硬段含量的增加,这是因为硬段增加,分子链中的脲键、氨基甲酸酯基等刚性链段增加强度提高。
但是断裂伸长率却明显降低[8]。
表1 n (NC O )∶n (OH )与力学强度的关系n (NCO )∶n (OH )拉伸强度/MPa伸长率/%2.18.05002.3124802.5184502.7224002.926329215 水性聚氨脂乳液和溶剂型聚氨酯粘结性能比较[9]水性聚氨脂乳液和溶剂型聚氨酯分别粘结木片和塑料片材试样,测试剪切粘结强度,结果见表2。
结果显示,乳液的粘结强度均高于溶剂型的的粘结强度。
表2 粘结性能测试表试样乳液PU 木片乳液PU 塑料片溶液PU 木片溶液PU 塑料片粘结剪切强度/(N ・cm -2)11.5515.5410.5612.45216 溶剂对水性聚氨酯性能的影响对含有溶剂(丙酮)的水性聚氨酯乳液和脱出溶剂的乳液成膜后的性能对比见表3。
表3 溶剂丙酮对于涂膜性能的影响未抽溶剂抽溶剂拉伸强度/MPa 7.08.8延伸率/%426369 由表3测试结果可见,含有溶剂的水性聚氨酯乳液成膜后的性能比脱出溶剂的水性聚氨脂乳液涂膜的强度和延伸率明显较低,原因是由于含有溶剂成膜不完善,再之,去掉溶剂的分子之间继续发生扩链和交联反应。
217 DSC 测试将水性聚氨脂膜做DSC 测试,实验结果证实,在-45℃以上没有发生玻璃化温度转变,说明水性聚氨脂的玻璃化温度在-45℃以下,低温性能良好。
218 硬段含量对硬度的影响表4表示聚氨酯涂料成膜的硬度随硬段含量的变化趋势。
从表中可以看出硬度随硬段含量的增加而增大,这是因为硬段增加,分子链中的脲键、氨基甲酸酯基等刚性链段增加,硬度增大。
表4 邵氏硬度的变化n (NCO )∶n (OH )2.1 2.3 2.5 2.7 2.9成膜的邵氏硬度2632343848219 亲水基团对水性聚氨酯性能的影响表5所示的结果说明,随着亲水单体所引入的亲水基团含量的增加,胶体的分散性能增加,颗粒变小,乳液外观颜色呈现出白、白蓝、蓝色的光线。
表5 亲水基团质量分数与乳液形态的影响-COOH 质量分数/%1.21.51.8乳液外观颜色白白蓝蓝平均近似粒径/μm0.150.10.062110 不同的聚醚2020聚醚3050的流动性能分析使用黏度测定仪,测定不同的P (P =聚醚多元醇3050/聚醚多元醇2020)情况下形成的乳液,存放24h 以后的粘度,得到其流动性能数据如图3。
图3 不同聚醚2020、聚醚3050的流动性能分析 从图3中可以明显看出,P =0,20,40流动性能,剪切力与剪切速率之间基本呈现出直线关系,可以看作牛顿流体。
P =80,随着剪切速率的增加,粘度有明显上升,呈现了膨胀性流体的特性,是由于三元醇成分增加了交联成分,导致了剪切过程粘度的增加。
2111 聚醚多元醇的混合比例对涂膜性能的影响812 济南大学学报(自然科学版) 第20卷使用聚醚多元醇2020和聚醚多元醇3050的不同比例制备预聚体,所得到的聚氨酯涂料成膜后的物理性能检测结果见表6。