环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能
环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备研究
环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备研究摘要：水性聚氨酯(WPU)是一种以水为分散介质的聚氨酯乳液，具有较好的黏接强度、耐冲击性、耐低温性等优点，作为胶黏剂、涂料等得到广泛应用。
由于WPU的制备方式主要为自乳化法，需要将亲水基团引入聚氨酯分子链上，但亲水基团会使WPU的耐水性变差，限制了其使用范围。
环氧树脂(EP)具有易固化、机械强度高、黏附力强、化学稳定性好、高模量、耐水性和耐溶剂性良好等特点，同时在环氧树脂结构中含有仲羟基可与异氰酸酯中的—NCO基团反应。
将EP引入到WPU体系中，可以增加聚氨酯分子链段之间的交联网状结构，提高聚氨酯材料的力学和耐化学品等性能。
关键词：环氧树脂；水性聚氨酯乳液；制备引言水性聚氨酯是以水作为分散介质的一种胶体，具有相容性好、无任何化学物质污染、易于改性、成本低、操作加工方便等优良性能，水性聚氨酯乳液胶粘剂已成为研究热点。
然而目前大多数水性聚氨酯的相对分子质量小，结构未交联，乳液及胶膜的性能仍存在很多不足。
因此常通过化学改性改善水性聚氨酯乳液胶粘剂的性能，同时扩大其应用范围。
环氧树脂具有高强度、耐介质性好、粘接力强和耐热性好等优点，将环氧树脂引入到水性聚氨酯分子链中形成相互交联的网络结构，可以充分发挥两者的优势，有效提高胶膜的粘接强度、拉伸强度、耐水性等。
1水性聚氨酯乳液与膜的制备在预聚物异氰酸酯指数R=1.10（-NCO/-OH的摩尔比）、亲水扩链剂含量为5%（按总树脂质量计，下同）、交联剂用量为2%、固含量为30%等合成条件相同的情况下，改变交联剂的种类及用量，合成水性聚氨酯。
在装有电动搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入一定量的IPDI、PPG2000及DMPA，滴入少量的催化剂DBTDL，加热升温至95℃反应2~3h，再加入交联剂TMP或C.O，温度控制在85℃左右，继续反应约2h。
待反应物中的异氰酸酯基含量达到理论值，用二正丁胺滴定法判定终点，冷却至60~70℃，加入定量的三乙胺（TEA）中和成盐，在高速搅拌条件下加入计量的去离子水进行乳化，随后加入适量的乙二胺（EDA）继续反应扩链约30min，最后减压蒸馏脱除丙酮溶剂，即得到WPU乳液。
新型环氧树脂改性水性聚氨酯的合成与性能研究
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望化学试剂有 限公 司； 酮 ： 海东 懿化 学试 剂公 司 ； 丙 上 以上 均
为工业级 。三 乙胺 （ Ｅ ： Ｔ Ａ） 上海宁新 化工试 剂厂 ； 二月桂 酸二
丁基锡 （ Ｔ一１ ） 辛 酸 亚 锡 （ ２、 Ｔ一９ ： 京 化 工 三 厂 ； 上 均 为 ）北 以 分析纯 。
水性聚氨酯胶黏剂
2.2制备方法:
(1) 乳化法 通常采用两种乳化方式: 一是将制备完毕的有机溶剂型聚氨酯在有乳化剂的高剪 切力乳化设备中, 用外部机械力制成聚氨酯水乳液(外乳 化法) 。此法制得的聚氨酯乳液粒径较大, 一般大于1 微 米。 二是在预聚体基团上引入表面活性剂基团, 使合成出的聚 氨酯具有亲水性(内乳化法)。常少的表而活性剂基团有: 磺酸盐型、羧酸盐型、,叔胺型、两性型及非离子聚乙二 醇型。此法制得的聚氨酯乳液粒径小, 可用羧甲基纤维 素、聚乙烯醇等作为乳化保护剂, 提高乳液稳定性。
这些水性聚氨酯胶粘剂的主流品种大多是国外生产的 水性聚氨酯胶粘剂, 很少使用国内产品。 原因
（1）具有较强经济实力和技术实力的企业对水性 聚氨酯胶粘剂取代溶剂型胶粘剂的趋势是认同的, 对溶剂型胶粘剂由于溶剂的挥发、气味、毒性和 对人体、环境的危害表示出担忧, 但对率先使用积 极性不高; （2）在政策层面上, 哪一类行业准许哪类胶粘剂使 用没有明确划类, 企业对胶粘剂的选择和使用比较 随意, 来自国家或行业环保政策的压力感和危机感 不强;
1.分类
水性聚氨酯根据外观可分为乳液型聚氨酯、 聚氨酯水分散液和水溶性聚氨酯。 按聚氨酯的异氰酸酯原料分，可以分为芳 香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂 环族异氰酸酯型。 水性聚氨酯根据其主链或侧链是否含有离 子基团而被分为阴离子型聚氨酯乳液、阳 离子型聚氨酯乳液和非离子型聚氨酯乳液。
2.1原料： 原料： 原料
（2）丙酮法 疏水型预聚体在丙酮存在下与亲水单 ）
体扩链反应制得高聚物, 同时加入丙酮稀释反应混 合物, 再向系统内加水, 搅拌, 形成连续的水相及被 丙酮溶胀的不连续聚氨酯微粒相, 最后蒸去丙酮。 该方法制得的水性聚氨酯重复性好, 乳液粒径均匀, 分散性好, 但该法需使用大量丙酮, 溶剂回收工艺复 杂, 危险系数高.
二乙醇胺开环环氧树脂改性水性聚氨酯的合成及性能研究
二乙醇胺开环环氧树脂改性水性聚氨酯的合成及性能研究王继印;黄毅萍;陶灿;俞斌;解芝茜;李磊;许戈文【摘要】采用二乙醇胺(DEOA)开环环氧树脂E-44制得端羟基环氧树脂(E-OH),用E-OH合成一系列羟基环氧改性水性聚氨酯(EWPU)乳液,并研究了E-OH添加量对EWPU乳液的粒径及涂膜性能的影响.核磁氢谱(1H NMR)测定了E-OH的结构和开环率,傅里叶红外光谱(FT-IR)确定了水性聚氨酯(EWPU)的结构,激光粒度仪测定了EWPU乳液粒径,热重(TG)测定了EWPU的耐热性能.结果表明:随着E-OH添加量增大,EWPU预聚体黏度增大,乳液粒径增大,乳液稳定性下降.另外,随着E-OH添加量增大,EWPU胶膜吸水率、溶胀度、拉伸强度和断裂伸长率均出现先增加后降低的特点.EWPU胶膜力学强度最高可以达到26.69 MPa,断裂伸长率最高可以达到428.35％.综合分析实验数据得到E-OH在EWPU体系的最佳加入量为2.5％～3.5％.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)002【总页数】7页(P32-38)【关键词】二乙醇胺;环氧树脂;改性;水性聚氨酯【作者】王继印;黄毅萍;陶灿;俞斌;解芝茜;李磊;许戈文【作者单位】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230601;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230601;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230601;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230601;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230601;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230601;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230601【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4+3水性聚氨酯材料因其独特的环保优势而受到人们的广泛关注。
水性聚氨酯合成、改性及应用前景
水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。
本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。
关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。
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。
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。
水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。
如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。
一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。
目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。
自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。
丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。
反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。
反应的整个过程中，关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。
由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性，与水可混溶且沸点低，因此在此法中多用丙酮作溶剂，故名“丙酮法”。
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能
厂 ； 月桂 酸 二 丁基 锡 （ 一 ２ 、 酸 亚 锡 （ ） 二 Ｔ １）辛 Ｔ ，
收稿 日期：０ ７ ｏ— ４； 回日期 ：０ ７ ｏ 一 ２ ２０—３１ 修 ２０一４ ｌ。
作者简介： 谢伟（９ ２ ）安徽省蒙城县人 ， １８ － ， 在读硕士研究生 ， 主要从事水性聚氨酯树脂的研究。Ｅ ｍ ｉ ｍ ｓ ｆ１８ ２ ． ｍ － ａ ： ｙｅ ｌ２ ＠１ ｅ ｌ ｌ ６ｏ
Ｄ Ａ和 Ｅ ５ ，０℃左右反 应 ｌ ； ＭＰ 一 ｌ７ 最后 加入扩链 剂 ｈ
足人们 的需要 ， 如胶 膜力学性 能不佳 ， 耐化学性 和耐 水、 耐溶 剂性不 好 ， 度低 等 。为 了改善 ＷＰ 硬 Ｕ乳 液
的涂 膜 性 能 及 扩 大 ＷＰ 的应 用 范 围 ，就 必 须 对 Ｕ
ＷＰ Ｕ乳液进行 适 当的改性 。 环 氧树脂 因具有 良好 的粘 接性 能 、 高模 量 、 高强
Ｔ ＭＰ和 Ｄ Ｇ， 用丙 酮 调节体 系 的粘度 ， ６ Ｅ 并 在 ０℃时 反 应至 一 Ｃ Ｎ Ｏ含 量不再 变化 ， 温至 ４ 降 ０℃出料 。将 上述 合成好 的预 聚体用 Ｔ Ａ中和 ， Ｅ 加水进行 高速 乳 化 ， 到水性 聚氨酯乳 液 。 得 减压 蒸馏脱 去溶剂丙 酮即
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２０ 年 ６月第 ｌ 卷 第 ６期 ０７ ６
Ｖｏ．６Ｎｏ６Ｊ ｎ２ ０ １ ．，ｕ ．０ ７ １
中 国胶 粘 剂
Ｃ Ｎ ＨＥｓＶ ＨＩ Ａ ＡＤ Ｊ ＥＳ 一 ５ 一
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂 的合成与性能
谢 伟 ，许 戈 文 ，周 海 峰 ，纪 学顺
的机 理 ， 提高 内交联程 度 ， 从而 合成性 能优异 的改性
水性 聚氨酯乳 液 。
新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究
新型改性水性环氧树脂的制备及性能研究摘要：环氧树脂是一种化学性质优异的材料，其中包含环氧基、羟基和醚键等多种活性反应基团，因此在各种领域得到广泛应用。
然而，传统的溶剂型环氧树脂由于其高挥发性有机化合物（VOC）含量已经无法满足现代绿色环保的需求，因此研究环氧树脂水性化技术及其改性化方法就显得非常重要。
通过采用自制反应型表面活性剂作为亲水基团，并加入低分子量环氧树脂等原料进行制备，可以得到环氧当量在800g/eq左右的水性化环氧树脂。
与市售的水性环氧树脂相比，这种材料具有优异的打磨性能和耐水性能，而且干燥性能也更加出色，适合于“湿碰湿”体系。
此外，由于它能添加更少的固化剂，因此也具有更好的性价比。
鉴于此，本文将讨论新型改性水性环氧树脂的植被以及改性后的性能，旨在推广和应用水性化环氧树脂技术，促进经济可持续发展和环保事业的发展。
关键词：水性环氧树脂；制备；性能前言：环氧树脂是一种常用于涂料、粘结剂等产品的树脂基体，由于其具有优异的附着力强、力学性能高、耐化学品性和电绝缘能力等特性，在建筑结构工程、机械零件加工以及航空工业制造等领域得到了广泛应用。
然而，传统的溶剂型环氧树脂存在致毒、挥发性强等问题，因此研究环保、安全而有效的水性环氧树脂已成为专家学者的关注重点。
本研究合成的新型水性环氧树脂具有更大的分子量以及更好的乳化效果，同时与常规水性环氧树脂相比稳定性更佳、早期打磨性能更好、耐水性能更优秀，解决了目前水性环氧树脂存在的一系列问题。
此外，本研究中合成的水性环氧树脂还具有优异的成膜性能，涂层表面光滑、均匀，具有良好的外观效果。
一、水性环氧树脂改性研究进展（一）聚氨酯改性水性环氧树脂聚氨酯具有良好的韧性、耐冲击性和耐腐蚀性等优点，对环氧树脂进行改性可以有效改善其本身的质脆、耐冲击性不足的缺点，提高涂膜的综合性能。
改性方法可以采用物理共混合共聚改性法。
通过将不同粒径的水性聚氨酯与市售水性环氧乳液进行物理共混，当水性聚氨酯粒径为55nm且比例为5%时，可明显增强环氧树脂的韧性，并提高拉伸性能和涂膜的耐冲击性和柔韧性等[1]。
环氧树脂改性MDI型水性聚氨酯胶粘剂的制备与表征
环氧树脂改性MDI型水性聚氨酯胶粘剂的制备与表征
作者：李帅杰柴春鹏马一飞李国平罗运军
来源：《粘接》2016年第07期
摘要：采用4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和分子质量为1 000的环氧丙烷缩合物（PPGl000）为原料合成聚氨酯预聚体，用2，2-二羟甲基丙酸（DMPA）作亲水扩链剂并用1，4-丁二醇（BDO）作小分子扩链剂进一步提高分子质量，再向预聚物中引入环氧树脂E-44，采用内乳化法制备了环氧树脂改性的MDI型水性聚氨酯胶粘剂：其中异氰酸酯根与羟基比值（R值）为1.3，DMPA质量分数为6%，PPG1000和MDI物质的量比（软硬比）为1：2.8，固含量为30%。
对其结构和性能进行研究。
结果表明，当环氧树脂E-44加入量为2%～6%时，乳液较为稳定；环氧树脂E一44加入量为6%时，拉伸剪切强度最高，可达到2.78 MPa。
在2%～10%的环氧添加量内，拉伸强度随环氧添加量上升逐渐提高，而断裂伸长率则逐渐下降。
环氧的加入使水性聚氨酯胶膜的吸水性下降，耐水性提高。
关键词：4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯；水性聚氨酯；胶粘剂；环氧树脂；改性
中国分类号：TQ433.4.3 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2016）07-0060-04。
聚氨酯胶黏剂
水性聚氨酯胶粘剂概述学号：**********姓名：***水性聚氨酯胶粘剂概述摘要: 随着我国环保法规的日趋完善和人们环保意识的不断深化，环保型胶粘剂将成为未来胶粘剂市场的主流。
水性聚氨酯胶粘剂作为一类高性能的水性胶粘剂在很多场合已经能够逐步代替溶剂型胶粘剂。
本文介绍了水性聚氨酯胶粘剂的制备方法、性能及分类、改性方法、应用方面。
最后对水性聚氨酯胶粘剂的发展趋势进行了展望。
关键词：水性聚氨酯胶粘剂；制备；改性；应用一、前言随着经济和科学的发展，工业、农业、交通、医疗、国防和人们日常生活中都离不开胶粘剂。
我国胶粘剂工业起步于20世纪50年代末，进入90年代后，胶粘剂工业有了突飞猛进的发展，胶粘剂已成为一类重要的精细化工产品。
聚氨酯胶粘剂因其主体树脂中含有大量极性基团和活性反应基团，可对多种基材(如金属、塑料、木材、橡胶、织物、玻璃等)有良好的粘接性；其合成原料和助剂种类繁多，所制得的树脂组成、结构和胶粘剂配方变化范围大，相应地其性能变化范围也大，胶膜可从热塑性到热固性，从柔软的弹性体到坚硬的塑料，能满足不同基材粘接和使用条件的要求。
特别是聚氨酯胶粘剂还有一些特殊的优点，如极好的耐寒性、耐油性、耐磨性、韧性等，因此国内外发展很快，已大量应用于制鞋、复合包装、织物复合、人造板、木材加工、建筑、汽车、航空、航天以及广泛的通用粘接。
目前聚氨酯胶粘剂仍以溶剂型为主，有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有一定的毒性。
近年来世界各国都在加强环境保护和工业卫生立法，限制有机溶剂用量的形势越来越严峻，如欧洲对胶粘剂VOC 限量即将规定到35 g/L，美国食品和药物管理局(FDA)、欧盟EU901/128 以及德国BgVV 都明确提出用于食品、药品包装的胶粘剂等，只要含非规定的化学品一律禁止使用。
因此发达国家使用溶剂型胶粘剂复合包装的比例已从10年前的80%降到目前的30%。
所以，聚氨酯胶粘剂从溶剂型向水性化转变是世界各国共同努力的方向。
环氧E-51 改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究
第２３卷 第２期 石油化工高等学校学报 Ｖｏｌ．２３ Ｎｏ．２２０１０年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ Ｊｕｎ．２０１０ 文章编号：１００６－３９６Ｘ（２０１０）０２－００３７－０３环氧Ｅ－５１改性水性聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究李 辉（渤海船舶职业学院，辽宁葫芦岛１２５０００）摘 要： 以１，４－丁二醇为扩链剂，二羟甲基丙酸为亲水扩链剂，三羟甲基丙烷为交联剂，在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，用Ｅ－５１将聚氨酯改性，得到一种新型的聚醚型的改性水性聚氨酯胶粘剂乳液。
当二羟甲基丙酸质量分数为１０％，三羟甲基丙烷质量分数为３％，环氧树脂Ｅ－５１质量分数为４％时，改性产物的性能最佳。
以环氧树脂Ｅ－５１改性后的水性聚氨酯胶粘剂具有耐水性好、拉伸强度高等特点。
关键词： 环氧Ｅ－５１； 改性； 水性聚氨酯； 制备； 性能中图分类号： ＴＱ４３３．４＋３２ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３６９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－３９６Ｘ．２０１０．０２．０１０ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｔｕｄｙｏｆＥｐｏｘｙＲｅｓｉｎＥ－５１ＭｏｄｉｆｉｅｄＷａｔｅｒｂｏｒｎｅＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＡｄｈｅｓｉｖｅＬＩＨｕｉ（ＢｏｈａｉＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＨｕｌｕｄａｏＬｉａｏｎｉｎｇ１２５０００，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Ｒｅｃｅｉｖｅｄ２２Ｊａｎｕａｒｙ２０１０；ｒｅｖｉｓｅｄ１１Ｍａｒｃｈ２０１０；ａｃｃｅｐｔｅｄ２２Ａｐｒｉｌ２０１０Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃａｔａｌｙｚｅｄｂｙｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ，ａｐｏｌｙｅｔｈｅｒｔｙｐｅｏｆｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎＥ－５１ｍｏｄｉｆｉｅｄｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅａｄｈｅｓｉｖｅｅｍｕｌｓｉｏｎｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇ１，４－ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌａｓｔｈｅｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌｅｃｈａｉｎｅｘｔｅｎｄｅｒ，ｄｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐｉｏｎｉｃａｃｉｄａｓａｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｅｃｈａｉｎｅｘｔｅｎｄｅｒ，ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅａｓｔｈｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇａｇｅｎｔ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅａｄｈｅｓｉｖｅｅｍｕｌｓｉｏｎｉｓｏｐｔｉｍｕｍｗｈｅｎｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｄｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐｉｏｎｉｃａｃｉｄｗａｓ１０％，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅａｎｄｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎＥ－５１ｗｅｒｅ３％ａｎｄ４％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｅ－５１ｍｏｄｉｆｉｅｄｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅａｄｈｅｓｉｖｅｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄｗｉｔｈｇｏｏｄｗａｔｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｈｉｇｈｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＥｐｏｘｙｒｅｓｉｎＥ－５１；Ｍｏｄｉｆｉｅｄ；Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｔｅｌ．：＋８６－４２９－３１５８５００；ｆａｘ：＋８６－４２９－３１５６９９２；ｅ－ｍａｉｌ：ｂｈｃｙ２００６０３＠１６３．ｃｏｍ 聚氨酯胶粘剂分子中含有软段和硬段单元，具有极强的活性，高度的韧性与极性，能够很好的粘接非极性材料［１］。
水性聚氨酯
水性聚氨酯胶粘剂概述学号：1001130713姓名：李奇摘要: 随着我国环保法规的日趋完善和人们环保意识的不断深化，环保型胶粘剂将成为未来胶粘剂市场的主流。
水性聚氨酯胶粘剂作为一类高性能的水性胶粘剂在很多场合已经能够逐步代替溶剂型胶粘剂。
本文介绍了水性聚氨酯胶粘剂的制备方法、性能及分类、改性方法和主要应用。
关键词：水性聚氨酯胶粘剂；制备；改性；应用一、前言随着经济和科学的发展，工业、农业、交通、医疗、国防和人们日常生活中都离不开胶粘剂。
我国胶粘剂工业起步于20世纪50年代末，进入90年代后，胶粘剂工业有了突飞猛进的发展，胶粘剂已成为一类重要的精细化工产品。
聚氨酯胶粘剂因其主体树脂中含有大量极性基团和活性反应基团，可对多种基材有良好的粘接性；其合成原料和助剂种类繁多，所制得的树脂组成、结构和胶粘剂配方变化范围大，相应地其性能变化范围也大，胶膜可从热塑性到热固性，从柔软的弹性体到坚硬的塑料，能满足不同基材粘接和使用条件的要求。
特别是聚氨酯胶粘剂还有一些特殊的优点，如极好的耐寒性、耐油性、耐磨性、韧性等，因此国内外发展很快，已大量应用于制鞋、复合包装、织物复合、人造板、木材加工、建筑、汽车、航空、航天以及广泛的通用粘接。
目前聚氨酯胶粘剂仍以溶剂型为主，有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有一定的毒性。
所以，聚氨酯胶粘剂从溶剂型向水性化转变是世界各国共同努力的方向。
水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。
水性聚氨酯以水为基本介质，不含有机溶剂，是环境友好型产品。
由于其无毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可靠、易操作和改性等优点，使它在织物、皮革涂饰、木材加工、建筑、造纸等行业得到广泛应用，并逐步代替了溶剂型聚氨酯。
二、水性聚氨酯胶粘剂的制备方法1、强制乳化法强制乳化法因在聚氨酯分子链中完全不引入或只引入少量不足以自乳化的亲水性链段或基团，因此需在反应体系中加入乳化剂和保护胶体，并采用高剪切搅拌混合装置方可制得产品。
环氧树脂用KH550开环改性水性聚氨酯涂料的合成及性能研究
环氧树脂用KH550开环改性水性聚氨酯涂料的合成及性能研究黎兵;王焕;许戈文【摘要】由于环氧树脂中环氧基团的存在,在合成环氧树脂改性水性聚氨酯预聚体和后扩链过程中,会消耗部分-NCO、胺类扩链剂,对整个合成的配方设计造成影响,重现性也差.通过KH550中的伯胺先打开环氧基团,然后改性的水性聚氨酯作为大分子扩链剂接到水性聚氨酯预聚体中,成功制备了稳定的水性聚氨酯乳液.通过傅里叶变换红外光谱和接触角测量仪对树脂的结构进行了表征.研究结果表明:KH550成功打开了环氧基团,并且树脂接上了有机硅类功能性材料,使得合成的树脂接触角大大提高.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2010(040)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】环氧树脂;KH550;改性;水性聚氨酯;性能【作者】黎兵;王焕;许戈文【作者单位】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,230039;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,230039;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,230039【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4随着环保法规的逐渐加强,低VOC(甚至零VOC)、无毒、无污染的新材料水性聚氨酯越来越受人们的重视。
水性聚氨酯广泛应用于粘接剂、涂料、纺织、印染、制革等工业领域。
但未经改性的水性聚氨酯乳液存在耐水性差、机械强度不够等缺点,较大程度上限制了其应用领域。
有机硅化合物是一种特殊高分子化合物,它们兼有无机化合物和有机化合物的特性,具有耐低温、耐老化、憎水、耐有机溶剂,耐辐射等许多优异性能,而且有机硅化合物还能赋予涂层杰出柔软性和爽滑性,有丝绸手感或蜡感。
环氧树酯(EP)具有许多优良的性能、机械强度高,粘附力强,成型收缩率低,化学性能稳定。
目前,含有氨基的有机硅氧烷改性水性聚氨酯主要有两种方法,一种是在合成过程中将氨基硅油引入聚氨酯链段中,但由于氨基硅油突出的反应活性以及与聚氨酯溶解度的差异,所以聚合反应都需要在溶剂的存在下进行,存在环境污染问题,使它们的应用受到限制;另一种是在预聚体乳化的过程中扩链引入氨基硅油[1]。
聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的性能研究
聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的性能研究摘要：采用NCO基聚氨酯预聚体与环氧树脂反应制备了改性环氧树脂。
研究了聚氨酯预聚物含量、活性稀释剂含量和异氰酸酯的结构对改性环氧树脂粘度和粘接性能的影响。
结果表明，改性环氧树脂的粘度随PU预聚物含量的增加而逐渐增加，随活性稀释剂含量的增加而逐渐降低，相同条件下不同二异氰酸酯改性环氧树脂的粘度顺序为IPDI型>MDI型>TDI型。
当PU预聚体含量为20%时，铝板/铝板的抗剪强度最大（7.82Mpa）。
当PU预聚体含量为10%时，铁板/铁板的抗剪强度最大（11.70Mpa）。
TDI类型和IPDI改性环氧树脂的粘接性能优于MDI改性环氧树脂。
关键词：环氧树脂；聚氨酯；化学改性；粘接性能1前言随着环保法规的日益严格和人们环保意识的逐渐增强，水性聚氨酯（WPU，以水代替有机溶剂）作为分散介质的新型聚氨酯体系已广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂等方面。
作为理想的水性聚氨酯胶粘剂还应具备附着力大、粘接强度高、耐水、耐溶剂和耐热性好等优点。
由于水的表面张力大，对疏水性基材的润湿性差，影响胶粘剂的粘接性能，加之水性聚氨酯分子链上含有的离子和反离子，会影响材料的耐水性能，而使其应用受到限制。
环氧树脂（EP）为多官能团化合物，具有粘接性好、强度高和耐水，耐化学品性好和热稳定性好等优点，可直接参与WPU的合成反应，而将支化点引入聚氨酯主链而形成部分网状结构，从而达到改性的目的。
环氧树脂改性水性聚氨酯的方法除机械共混法外，根据环氧树脂的加入次序还分为共聚法和共混法。
共聚法是在合成预聚物时将多元醇、二异氰酸酯、和环氧树脂一起加入，合成端NCO基预聚物，然后再依次进行扩链、中和分散，制得水性聚氨酯。
共混法则是先将多元醇、二异氰酸酯进行反应合成端NCO基预聚物，然后将亲水扩链剂和环氧树脂同时加入，反应一定时间后，再中和、分散、扩链制得水性聚氨酯。
共聚法由于所合成预聚体的粘度较大而难于得到稳定的胶粘剂。
高性能水性聚氨酯胶粘剂的制备和性能研究
中山大学
硕士学位论文
高性能水性聚氨酯胶粘剂的制备和性能研究
姓名：李永炕
申请学位级别：硕士
专业：高分子化学与物理
指导教师：王小妹
20070530
第５章水性聚氨酯乳液的性能比较
图５—１ＤＭＰＡ型ＷＰＵ乳液图５－２ｌ，４一二氨基苯磺酸钠型ＷＰＵ乳液５．Ｉ．２乳液的稳定性比较
为了比较ＤＭＰＡ型和磺酸型的稳定性，分别对自制备的两种类型的水性聚
氨酯胶粘剂研究了机械稳定性、高温稳定性、低温稳定性、稀释稳定性进行了研
究，其结果如表５．１。
表５．１羧酸型和磺酸型水性聚氨酯胶粘剂稳定性比较
注：ＷＰＵ－－ａ：ＤＭＰＡ作亲水单体制各的乳液
ＷＰＵ－ｂ：ｌ＾二氨基苯磺酸钠和ＤＭＰＡ（占１％）作亲水单体．
由表５－ｌ看到，两种聚氨酯乳液的机械稳定性都很好，而在６０＂（２的高温下和．１８１２的低温下，磺酸型的聚氨酯乳液表现出比羧酸型更优秀的稳定性，而
在稀释的条件下，也是磺酸型表现出很好的稳定性，可见磺酸型的综合稳定性比
ＤＭＰＡ型要好，用磺酸基作为亲水基团将是制备高固含量稳定水性聚氨酯乳液的。
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。
环氧树脂改性水性聚氨酯合成与表征
生活水平的提升使得人们的环保意识也越来越高，为了降低对环境的污染，水性涂料在施工中应用的越来越广泛。
借助水性材料，能够对有机溶剂有效代替，能够对施工工作的安全性有效增强，同时也能够减少问题，如对传统溶剂型聚氨酯涂料优良性能保证的基础上，对有机溶剂的毒性和可燃性有效避免。
一、水性聚氨酯水性聚氨酯应用范围十分广泛，具体的应用方面如皮革涂饰剂、涂料等，其能够很好对有机溶剂有效代替，能够作为分散介质。
现阶段水性聚氨酯主要的制备方法是应用自由乳化法，应用该种制备方法会导致耐溶剂型以及耐水性较差的涂膜，从而导致其应用受到一定限制。
近些年，水性聚氨酯改性研究内容越来越越广泛。
在实际水性聚氨酯改性研究的过程中，应用丙烯酯改性水性聚氨酯是比较常用的改性方法。
但另一方面，该方法形成的产品质量存在不稳定性，且形成的涂膜外观也不美观。
借助环氧树脂改性水性聚氨酯，能够应用环氧树脂中较高的强度、较好的热稳定性以及较好耐化学性等特点，且合成也相对较为简单，合成的水性聚氨酯有较好的拉伸强度、较强的耐热性以及耐水性。
上述两种方面对比情况如表1：表1 丙烯酯改性以及环氧树脂改性特点在应用环氧树脂改性聚氨酯过程中，又会具体分为不同的方法，如聚醚多元醇软段方法，但该方法条件下合成的水性聚氨酯耐水性相对较差。
因此可以采用另一种方法，即将环氧树脂看作为大分子扩链剂，借助相应的化学反应，保证合成的水性聚氨酯有更高的性能。
同时在上述化学反应过程中，借助其中的丙烯酸羟丙酯单体以及单羟基，能够很好的起到双键封端的效果，对乳液的稳定性有效提升。
二、环氧树脂改性聚氨酯合成实验该实验主要的材料包括如表2：表2 环氧树脂改性聚氨酯合成实验主要材料在对水性聚氨预聚体制备的过程中，需要在四口烧瓶中放置搅拌器、温度计、搅拌器以及回流冷凝管，在此基础上，将脱水后的聚醚和甲苯二异氰酸酯放到四口烧瓶中，随后提高四口烧瓶的温度至75-80度，随后即是进行相应的反应，持续时间为两个小时。
环氧树脂改性
环氧树脂改性环氧树脂（EP）材料具有高模量、高强度和耐化学性好等优点，由于环氧树脂含有活泼的环氧基团，可直接参与水性聚氨酯的合成反应。
常见环氧改性的水性聚氨酯是将环氧树脂与聚氨酯反应后部分形成网状结构，以提高水性聚氨酯涂膜的机械性能及耐热性、耐水性和耐溶剂性等综合性能。
环氧树脂改性通常采用机械共混或共聚的方法。
采用机械共混法时EP和PU 之间没有化学键的结合，利用EP的疏水性和PU链中的羧基以及聚醚链段的亲水性，使PU包覆EP，最终形成核-壳结构而达到改性的效果。
共聚法是将EP接枝到PU链上，在乳液的稳定性上，共混法比共聚法更具有优势。
机械共混法由于环氧基团被包裹在核内进行开环反应，所以体系较稳定。
而共聚法在预聚阶段生成的支链结构导致相对分子质量增大，使预聚体的粘度增大；环氧基团的催化开环使得部分乳液粒子形成交联物而缓慢沉淀。
体系中的NCO基团还可能同EP链上的环氧基团反应，生成噁唑酮结构。
黄先威等研究了环氧树脂用量、加入方式、温度等因素对乳液稳定性并分析了影响涂膜性能的因素，发现当EP的质量分数超过7%时，预聚体粘度过大，而且乳液稳定性也变差。
其原因可能是随着环氧树脂加入量的增加，乳液中位于胶粒外壳的环氧基团也随之增加，其在三乙胺的催化作用下进行开环反应，乳液粒子之间形成的交联物增多而沉淀。
Jang J K等研究了不同NCO\OH比值（R值）对树脂及涂膜性能的影响,R值较小时，分散液的外观及其涂膜的硬度、耐水性等较差，随着R 值的增大，一方面聚合物链中硬段含量增大，提高了涂膜的硬度；另一方面体系中游离的NCO增多，在乳化扩链的过程中形成更多的交联，生成更多的疏水性链段--氨基甲酸酯，使硬段更集中，增强了硬段结晶微区的交联作用，降低了PU 的吸水率，提高了涂膜的耐水性。
2.2.3有机硅氧烷改性有机硅树脂表面能较低，具有耐高温、耐水性、耐候性及透气性好等优点，已广泛用于聚氨酯材料的改性。
近年来有许多关于用聚硅氧烷改性聚氨酯制取低表面能材料的报道。