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。

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”。

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
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。

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。

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］。