室温自交联水性聚氨酯分散体的合成与表征
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水性聚氨酯压敏胶的合成及其性能表征黎兵,鲍俊杰,刘都宝,许戈文(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,安徽合肥230039)摘要:以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚多元醇(N220、N210)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)为主要原料制得了环保交联型水性聚氨酯(WPU)压敏胶,讨论了n(-NCO)/n(-OH)比值、交联剂用量以及聚醚相对分子质量大小对该压敏胶性能的影响。
研究结果表明,由N220合成的WPU压敏胶的初粘力优于由N210合成的WPU压敏胶;随着n(-NCO)/n(聚醚中-OH)比值的减小,压敏胶的初粘力提高,持粘力呈先降后增再降的趋势;适度的交联可以提高压敏胶的粘接强度;当n(-NCO)∶n(聚醚中-OH)为2.5∶1、n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)为1∶3.0时,压敏胶的综合性能优异,初粘力达到13号钢球,持粘力达到23.1h,180°剥离强度达到20.14N/(20mm)。
关键词:水性聚氨酯;压敏胶;交联中图分类号:TQ433.432:TQ436.3文献标识码:A文章编号:1004-2849(2008)03-0005-04收稿日期:2007-11-21;修回日期:2007-11-26。
作者简介:黎兵(1985-),安徽池州人,硕士,研究方向为水基聚氨酯。
E-mail:lbahu421@gmail.com通讯作者:许戈文。
E-mail:xugw@china.com0前言水性聚氨酯(WPU)是指聚氨酯(PU)溶于水或分散于水中而形成的稳定乳液,具有无毒、不污染环境、不燃、节能和容易加工等特点,因而广泛用于织物整理、涂料、胶粘剂和皮革涂饰等行业[1-2],并且已成为人们研究和关注的焦点。
另外,WPU具有良好的物理机械性能、耐磨、耐寒、富有弹性和耐有机溶剂等优点,是具有较大发展前途的绿色环保型材料。
压敏胶的用途是制造胶带、不干胶标签等,也可以直接使用,广泛用于办公用品、建筑、家具和车辆等领域。
伊朗聚合物杂志14(2),2005,163-167摘要聚氨酯分散体,水性聚氨酯;接枝聚氨酯;粒度;聚乙二醇单甲醚。
利用相对亲水多元醇合成一种新型的聚合物,这种聚合物作为水性分散聚氨酯.这种聚合物以聚己内酯二醇(卡帕225),甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,1,4 -丁烷二醇(丁二醇)为扩链剂,用二月桂酸二丁基锡催化。
在氢化钠(NaH的)的存在下用聚氯化乙烯(乙二醇单甲醚)(PEGMME)制备了接枝聚氨酯。
氯化PEGMME还可以在干燥的甲苯中通过PEGMME与亚硫酰氯反应制得。
用水性聚氨酯的FTIR和1H核磁共振对接枝聚氨酯进行了表征。
对非离子型亲水段PEGMME不同分子量的影响进行了研究。
粒子大小和分散液的粘度进行了系统的分析。
结果发现,通过提高嫁接PEGMME分子量,聚氨酯粒径分散降低,粘度增加。
简介由于环境因素,水性聚氨酯(PU)乳液已被广泛应用于涂料和胶粘剂上。
水性聚氨酯是以水为介质,聚氨酯粒子分散其中的二元胶体体系。
传统的聚氨酯不溶于水溶性介质中,因为制造该介质的主干结构中水,离子和/或部分非离子型亲水基应该是分散的。
水性聚氨酯分散体的先锋工程已经由工业实验室进行研究。
所以对乳液粒径及铸膜物理性能的详细数据,很少在公开文献报道。
粒度由内部和外部因素决定。
然而,在具体的应用中,还存在着一个最佳的粒度,因此,粒度的控制关键是化学成分的控制。
在本文中,水性聚氨酯的制备是基于聚己内酯二醇(卡帕225),甲苯二异氰酸酯(TDI)及1,4 -丁烷与聚(乙二醇单甲醚)与聚(乙二醇单甲醚)(PEGMME)不同分子量的二醇分散结构嫁接进行了描述。
作为一种粒度和粘度上的非离子亲水性链段,对不同分子量PEGMME的影响进行了研究。
实验准备实验材料聚合物(乙二醇单甲醚)(PEGMME,Fluka公司)(兆瓦= 350,550,750,2000,5000)在80℃下真空干燥整夜。
聚己内酯二醇(卡帕225 Introx化学品),与1,4 -丁烷二醇(BDO的,默克公司)在真空状态下干燥。
例加入催化剂,在80.0℃状态下保温维持3.0h ,选用一定量无水四氢呋喃溶解1,4-丁二醇,同样一次性加入系统内,并在80.0℃状态下保温维持8.0h 。
在此基础之上降温至50.0℃标准温度,加入无水四氢呋喃进行稀释,同步加入三乙胺进行中和反应,反应时间为0.5h ,中和度达到100.0%,冷却至室温状态下后加入一定比例γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂,水浴反应冷却并充分搅拌,维持1.0h ,然后缓慢滴入去离子水进行乳化反应,搅拌转速设定为500.0rpm 。
在40.0℃状态下进行减压蒸馏处理,去除溶剂后生成固含量为30.0%左右改性水聚氨酯乳液。
将乳液样品浇筑于聚丙烯模具上,在25.0℃状态下进行自然干燥,制备形成胶膜样品,厚度在0.8mm 左右,取出备用。
1.2.2 水性聚氨酯/硅树脂杂化乳液制备方法取标准容积为250.0mL 干燥四口烧瓶,与氮气通气管、机械搅拌桨以及球形冷凝管进行连接,加入经干燥处理聚己二酸-1,4-丁二醇酯,在氮气状态下搅拌加热,定温至80.0℃。
在少量N-甲基吡咯烷酮中溶解少量2,2-二羟甲基丁酸,加入四口烧瓶中并充分搅拌混合均匀。
称取一定的剂量异佛尔酮二异氰酸酯,一次性加入系统内。
按照总投料量乘以0.2%比例加入催化剂,并在80.0℃状态下保温维持3.0h 。
冷却至室温状态后加入一定比例无水四氢呋喃稀释。
在此基础之上加入硅烷偶联剂,室温状态下充分搅拌1.0h 。
系统缓慢滴加去离子水乳化,维持0.5h ,搅拌转速按照500.0rpm 标准控制。
40.0℃条件下减压蒸馏,去除溶剂后生成固体含量在30.0%左右改性水性聚氨酯乳液。
乳液样品直接浇筑于聚丙烯模具上,在25.0℃状态下进行自然干燥,制备形成胶膜样品,厚度在0.8mm 左右,取出备用。
2 性能总结2.1 交联单体用量对乳液性质影响在γ-氨丙基三乙氧基硅烷添加量较小的情况下,粒径仅呈小幅度增加,乳液储存有良好稳定性。
单组分常温自交联水性聚氨酯的合成和性能
研究
1引言
水性聚氨酯是一种新型的环保性环氧树脂,它的弹性和耐腐蚀性都很高,且质轻热稳定,维护和清洁简单。
近年来,聚氨酯的应用越来越广泛,它已成为钢结构涂料的重要配料,可以减少涂料的收缩,保护金属表面,防止生锈,同时也有着很好的抗气候能力,保护结构免受恶劣天气的侵害。
2常温自交聚氨酯的合成
常温自交聚氨酯(RTI)是一种能够在常温下进行自交聚的水性聚氨酯,它的合成中必须通过三步:第一步,合成有机硅骨架,由硅蒸气与丙烯异构醇反应;第二步,在有机硅骨架上交聚,利用双马来酸,乙酸,丙酸三种单体分别发生交聚;第三步,加入水溶性乳液剂,将交聚产物溶解,冷却,结晶,得到纯净的RTI乳液。
3常温自交聚氨酯的性能
常温自交聚氨酯具有优异的物理机械性能,具有优异的抗老化性能,在-70度还能保持良好的粘接性能;此外,还具有优良的防腐蚀性能,它的耐磨损性能比环氧树脂更强;最后,它具有出色的水性,很好的分散性,是当今最优越的水溶性高分子材料之一。
4结论
常温自交聚氨酯是一种性能优异的聚氨酯,它是一种温和、环保的材料,适用于制备各种涂料,可以有效防止金属表面的腐蚀,对于金属表面有良好的抗气候性能,因此受到广大用户的欢迎。
水性聚氨酯分散体的制备及注意事项水性聚氨酯分散体的制备及注意事项时间:2015-01-15 23:14来源:和氏璧化工,广州作者:徐世崇水性聚氨酯分散体以水取代传统溶剂作为分散介质,使用时具有不燃、气味小、无毒、无污染、节能、价廉、操纵方便等优点,而且在性能上仍具有一般溶剂型聚氨酯所具有的高光泽、高耐磨性、高弹性、高粘结性、耐水、耐候、耐化学药品和对各种基材的良好附着性能,从而在很大程度上取代了溶剂型聚氨酯,是一种极具潜力的"绿色材料"。
水性聚氨酯分散体代替溶剂型的聚氨酯也将是聚氨酯产业的发展方向。
1 水性聚氨酯分散体的基本制备方法1.1 NMP的使用在欧洲,NMP在水性聚氨酯PUD中的允许添加量为9%。
美国也是如此。
NMP在合成过程中不能除去,它可作为增塑剂(成膜助剂),提高对低表面张力底材的附着力。
丙酮可以作为NMP的代替品,并且在合成分散体以后可以用蒸馏的方法将其分离出来。
1.2 预聚体合成过程用分子量为20000~25000的聚合物来制备分散体,可以提供更高的柔韧性(超过600%的延展性)和附着力,适用在柔韧底材上(橡胶、皮革)。
基本配方:线性聚酯二元醇(Oxyester T 568),214份;N-甲基吡咯烷酮(NMP),97份;二羟甲基丙酸(DMPA),15份;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),71份;二月桂酸二丁基锡(DBT-DL),0.2份;三乙胺(TEA),11.3份;水/乙二胺(10:1),50份;水,600份。
1.2.1 第一步,预聚主要原料与NMP在80℃条件下,加入DMPA,在110℃条件下抽真空(<100mbar)015h,冷却到65℃,破坏真空,加入DBTDL(每150g预聚体加入100uL),在20min内加入IPDI,在最高温度不超过75℃条件下,保持反应3~4h(直到NCO含量值恒定或低于理论值),也可以加入其他的聚酯或聚醚多元醇重复上述反应。
聚酯型水性聚氨酯的制备与表征王建龙,王正祥,薛继武(湖南工业大学包装与材料工程学院,湖南株洲412007)摘要:以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为主要原料,通过自乳化法合成了聚酯型水性聚氨酯。
采用红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪等对产物的结构与性能进行了表征。
结果表明:随着R 值(n (—NCO)/n (—OH))的增加,水性聚氨酯软硬段之间的微相分离程度加深,耐热性能下降;水性聚氨酯的热分解存在3个快速降解峰,分别位于190, 275, 360℃左右,且随着DMPA 添加质量的增加,第一、二阶段的分解速率上升,第三阶段的分解速率下降;当R 值为1.25左右,二羟甲基丙酸的添加质量分数为9%左右时,所合成的水性聚氨酯的综合性能最佳。
关键词:水性聚氨酯;表征;热分析中图分类号:TQ413.21+1文献标志码:A文章编号:1673-9833(2013)02-0011-05Preparation and Characterization of Polyester Waterborne PolyurethaneWang Jianlong ,Wang Zhengxiang ,Xue Jiwu(The School of Packaging and Material Engineering, Hunan University of Technology ,Zhuzhou Hunan 412007,China)Abstract :Inbuilt emulsified waterborne polyurethane was synthesized via the reaction of polyester glycol with toluene diisocyanate and dimethylol propionic acid. The structure and properties of the products were characterized by FTIR, DSC and TGA etc. The results show that with the R (n (—NCO)/n (—OH) value increasing, the level of microphase separation increased, but the thermal resistance decreased. Three degradation stages were found in polyurethane dispersions,190℃, 275℃, 360℃, respectively. The first and second rate of weight loss stages increased as the DMPA content increased,while the third rate of weight loss stage decreased. The comprehensive performance of WPU was the best when the value of R was 1.25 and DMPA content was at about 9%.Keywords :waterborne polyurethane ;characterization ;TGA收稿日期:2013-01-20基金项目:湖南省研究生科研创新基金资助项目(CX2012B402),湖南工业大学研究生创新基金资助项目(CX1206)作者简介:王建龙(1986-),男,河北邢台人,湖南工业大学硕士生,主要研究方向为高分子材料合成与改性, E-mail :jianlong_coating@湖南工业大学学报Journal of Hunan University of TechnologyVol.27No.2Mar.2013第27卷 第2期2013年3月doi:10.3969/j.issn.1673-9833.2013.02.0030引言聚氨酯(polyurethane ,PU )是以氨基甲酸酯键为特征基团的高分子材料[1],它由柔韧的软链段和刚性相对较好的硬链段嵌段而成。