聚氨酯改性有机硅的制备方法与应用展望
聚氨酯改性有机硅的制备方法与应用展望
冯超;任碧野;王全;唐世英;童真
【摘要】聚氨酯改性有机硅材料是一种性能优异的先进材料,在诸多领域具有广阔的应用空间.本文综述了聚氨酯改性有机硅的制备方法,包括共混改性、嵌段共聚改性、接枝共聚改性以及通过形成互穿聚合物网络进行改性,介绍了聚氨酯改性有机硅材料的性能与应用,并简要总结了目前在制备聚氨酯改性有机硅材料方面所面临的主要问题.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2010(038)008
【总页数】3页(P6-7,22)
【关键词】聚氨酯;有机硅;共聚;改性;应用
【作者】冯超;任碧野;王全;唐世英;童真
【作者单位】华南理工大学材料所,广东,广州,510640;华南理工大学材料所,广东,广州,510640;东莞市贝特利新材料有限公司,广东,东莞,523143;东莞市贝特利新材料有限公司,广东,东莞,523143;华南理工大学材料所,广东,广州,510640
【正文语种】中文
有机硅树脂分子主链是一条Si-O-Si键交替组成的骨架,兼有有机聚合物和无机化合物的特性.这种独特的结构使其具有极好的耐高低温性能,优良的电气绝缘性和化学稳定性,憎水防潮性,生理惰性及生物相容性等一系列优异的性能.但也存在机械强度低,需高温固化(150℃～200℃),固化时间长,耐有机溶剂性差,附着力低等缺点[1].
聚氨酯(PU)分子中含有特征基团-NH-CO-,具有较强的的耐磨性,耐有机溶剂及化学药品,优良的附着力等特性,已广泛用于石油、汽车、纺织、印刷、医疗、体育、建筑等领域[2].
将少量的聚氨酯引入有机硅中可以有效提高有机硅的力学强度、耐腐蚀性、附着力等性能,并有望降低有机硅的固化温度,是一类很有发展前途的新型高分子材料.近年来关于有机硅改性聚氨酯方面的报道已很多[3-6],但对聚氨酯改性有机硅的报道还很少见到.本文将综述聚氨酯改性有机硅的制备方法及其性能特点,并展望了其应用前景.
将少量聚氨酯与有机硅共混可以改善有机硅的性能,但由于有机硅和聚氨酯的性质差别很大,其溶解度参数相距甚远,两种树脂具有很强的不相容性,会发生严重的相分离[7].
宋海香等[8]采用2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)等合成了阴离子水性聚氨酯乳液,然后对羟基硅油乳液共混改性,研究了共混乳液的稳定性及在织物整理剂方面的应用.结果表明:共混乳液的离心稳定性、耐碱性好;当阴离子水性聚氨酯预聚体、去离子水和羟基硅油乳液的质量比为
1∶3∶10时,与羟基硅油乳液相比,经聚氨酯共混改性的羟基硅油乳液处理后的径、纬向断裂强力分别由863.4N和337.5N增加到902N和344N.这是由于阴离子水性聚氨酯的引入,改善了聚氨酯和羟基硅油两组份之间的相容性,提高了羟基硅油的力学强度和附着性能.
为了提高聚氨酯-有机硅的相容性,降低相分离程度,余海斌等[9-10]采用聚二甲基硅氧烷-b-聚乙二醇嵌段共聚物(PDMS-b-PEO)为增容剂,增容聚二甲基硅氧烷/聚氨酯(PDMS/PU)共混体系,结果表明:不加PDMS-b-PEO时, PDMS和PU呈严重的相分离状态,加入PDMS-b-PEO后降低了两相间的表面张力,使PDMS相分散为更小的微粒,两相间产生了较强的粘结.
目前所报道的有机硅-聚氨酯共聚物主要有两种,其一是采用活性基团(羟基或氨基)封端的聚硅氧烷与含异氰酸酯基的聚氨酯形成嵌段共聚物,其二是采用侧链含有活性基团的聚硅氧烷与含异氰酸酯基的聚氨酯形成接枝共聚物.
以聚硅氧烷为软段、聚氨酯为硬段的有机硅/聚氨酯嵌段共聚物通常由含活性端基的聚硅氧烷低聚体先与二异氰酸酯(如TDI、MDI、IPDI等)反应,再用二元醇或二元胺扩链反应而成.为了让有机硅可与二异氰酸酯反应,必须在有机硅分子链上引入活性基团,如羟基和氨基等.但由于直接和硅原子相连的活性基团难以与异氰酸酯基(-NCO)进行反应,因此常在有机硅分子链上引入通过烃基相连的活性基团,以提高基团的反应活性[11].反应式如图1.
刘俊峰[12-13]采用蓖麻油聚氨酯预聚物与含羟基活性基团的有机硅合成了蓖麻油聚氨酯(PUR)改性有机硅树脂,发现PUR含量对改性有机硅树脂性能有较大影响;当PUR含量由4%增加到20%时,剪切强度由3.86MPa增加到9.26MPa,冲击强度由28.02MPa减小到16.11MPa,同时耐热性有所降低.为了解释共聚物的热分解行为,由TGA实测数据计算了降解的反应级数、活化能及频率因子等动力学参数.结果表明,改性体系的热分解分两个明显不同的过程进行,两个过程有不同的动力学参数,改性体在它们中的失重比与体系中PUR和有机硅的质量比也不相同[14].
陈庆昌等[15]用环氧-有机硅树脂(ES)与活性聚氨酯单体甲苯二异氰酸酯(TDI)反应制得改性树脂.研究结果表明,当ES与TDI的质量比为10∶0.5时,膜的附着力最好,但疏水性较差,这是由于TDI分子的引入使树脂分子的极性有所增强,将树脂涂覆于金属基材上时,疏水性好的有机硅链段更趋向涂层表面,形成硅氧链富集层;而不饱和的异氰酸链段与金属基材结合成致密层,减小了金属对水分子的亲合势,提高了膜层的疏水性.-NCO基团的强极性和脲键的形成,使其易与被覆金属形成相对稳定的络合层,大大增强了膜层与金属基体的附着力.疏水性的提高,阻止了水分子的浸入,少量浸入的水分子被-NCO基团吸收形成脲键,膜层-NCO基团优先与金属基体生成络
合物,被保护层与腐蚀环境(盐度)的化学势基本平衡,提高了树脂的耐化学腐蚀性. 有机硅的表面能较低,使聚氨酯侧链悬挂在有机硅主链上,可以有效地改善有机硅的表面性能,提高表面附着力.熊磊等[16-17]用异佛尔酮二异氰酸酯与含有侧氨基的氨基硅油反应,然后用饱和亚硫酸氢钠封端,得到具有反应性的聚氨酯改性氨基硅烷免烫整理剂.与经普通氨基改性有机硅柔软剂整理后的织物相比,聚氨酯改性氨基硅烷免烫整理剂整理后的织物,其经向撕破强力保留率提高超过70%,断裂强力提高112N;纬向撕破强力保留率提高近50%,断裂强力提高43.64N.此外,由于聚氨酯分子上的一部分异氰酸酯基(-NCO)与纤维素纤维上的羟基(-OH)反应,从而通过化学键将整理剂中的硅氧烷主链以及小分子脲键与棉纤维交联,能够达到持久耐洗的效果.反应式如图2.
互穿聚合物网络(IPN)是一种在分子水平上的强迫互容和协同的特殊聚合物复合结构,通常其组成中至少有一个组分为三维交联结构,不同组分的链之间的相互缠结,使相区细化.Lipatov认为IPN相区域是由热力学不相容性引起的,相组织微细化提高了相间的结合力,增加了两相的相容性[18-19].
钟发春等[20-21]以聚四氢呋喃醚MDI聚氨酯和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为原料,三羟甲基丙烷和正桂酸乙酯为交联剂,合成了聚氨酯/聚硅氧烷IPN阻尼材料.并发现尽管二者化学结构差异较大,但由于形成IPN后聚合物网络的贯穿缠结,部分阻止了相分离,使其在动态力学谱上仅表现出单一的玻璃化转变温度,因而聚氨酯/聚硅氧烷具有明显的阻尼特征;且聚硅氧烷趋向于分布在IPN表面.
聚氨酯改性有机硅材料作为一种新型高分子材料,它兼具二者的优良特性,具有广阔的应用前景.熊磊等[16-17]通过聚氨酯改性有机硅,合成出具有反应性的聚氨酯改性氨基硅烷免烫整理剂.与经普通氨基改性有机硅柔软剂整理后的织物相比,聚氨酯改性氨基硅烷免烫整理剂整理剂,提高了织物的经、纬向撕破强力及断裂强力及其耐清洗性.郑强等[22]用羟基封端的聚有机硅氧烷与异氰酸根封端的聚氨酯预聚体反
应,制备了一种表面可涂的聚氨酯改性有机硅密封胶,聚氨酯组分的引入弥补了有机硅橡胶表面张力低、表面能小、表面对装饰性和保护性涂层的粘结性差的不足,解决了有机硅橡胶的表面难以涂覆的问题,扩展了有机硅密封胶的应用范围.聚氨酯改性有机硅材料在医学方面、涂料等方面也有很大的潜在应用空间.
聚氨酯改性有机硅材料的研究前景广阔,聚氨酯的引入有效地改善了有机硅材料的耐候性、耐磨性、耐腐蚀性,提高了力学强度,这方面人们已经进行了广泛而深入的研究,在改善软、硬段相容性方面的研究还需要进一步深入[23-24].
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聚氨酯改性有机硅的制备方法与应用展望
聚氨酯改性有机硅的制备方法与应用展望 冯超;任碧野;王全;唐世英;童真 【摘要】聚氨酯改性有机硅材料是一种性能优异的先进材料,在诸多领域具有广阔的应用空间.本文综述了聚氨酯改性有机硅的制备方法,包括共混改性、嵌段共聚改性、接枝共聚改性以及通过形成互穿聚合物网络进行改性,介绍了聚氨酯改性有机硅材料的性能与应用,并简要总结了目前在制备聚氨酯改性有机硅材料方面所面临的主要问题. 【期刊名称】《广州化工》 【年(卷),期】2010(038)008 【总页数】3页(P6-7,22) 【关键词】聚氨酯;有机硅;共聚;改性;应用 【作者】冯超;任碧野;王全;唐世英;童真 【作者单位】华南理工大学材料所,广东,广州,510640;华南理工大学材料所,广东,广州,510640;东莞市贝特利新材料有限公司,广东,东莞,523143;东莞市贝特利新材料有限公司,广东,东莞,523143;华南理工大学材料所,广东,广州,510640 【正文语种】中文 有机硅树脂分子主链是一条Si-O-Si键交替组成的骨架,兼有有机聚合物和无机化合物的特性.这种独特的结构使其具有极好的耐高低温性能,优良的电气绝缘性和化学稳定性,憎水防潮性,生理惰性及生物相容性等一系列优异的性能.但也存在机械强度低,需高温固化(150℃～200℃),固化时间长,耐有机溶剂性差,附着力低等缺点[1].
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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。
水性聚氨酯及其改性方法
随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放越来越受到限制。因此，开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和光固化涂料已成为开发的主要方向。水性聚氨酯（PU）涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制。而聚丙烯酸酯（PA）乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故PU和PA在性能上具有互补性。所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较好的应用前景。 利用有机硅和有机氟对水性聚氨酯进行改性，将各自优点融合起来，突出了环保和高效的特点，获得了更优的特性，因而得到人们的广泛关注与快速发展。有机硅材料具有耐高低温、耐老化、耐臭氧、电绝缘耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。另外，由于氟原子半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的利紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率和高耐候性，含氟的聚氨酯树脂涂料就是一种可常温固化的具优异性能的涂料品种。 1.2 水性聚氨酯概述 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯（Ployurethnae，简称PU）。通常所说的聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互反应而得的，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的依据聚氨酯材料的本身结构，可以分为体形与线形，一般由于所用原料官能团数目的不同，可以合成体形或线形结构的高分子，如当有机异氰酸酯和多元醇化合物均为二官能团时，即可得到线形结构得高聚物，若其中之一种或两种，部分或全部具有三个及三个以上官能团时则得到体形结构的聚合物，由于聚合物的结构不同，性能也不一样，利用这些性质，聚氨酯类聚合物可以用在橡胶、塑料、纤维、涂料、猫合剂、皮革、染整纺织等方面[1]。因此，它的应用领域极为广阔，从航天技术到人们的衣食住行，几乎渗透到社会的各个方面。 水性聚氨酯是以水代替有机溶剂为分散介质的新型聚氨酯体系，同属于聚氨酯体系，但对环境无污染、不易着火和中毒、节省资源和能源的材料[3-5]。和许多聚氨酯材料一样，聚氨酯和水是不相容的，但通过特殊处理或改性可以分散在水中。最常用的是把离子基团引入到聚氨酯的分子链段上来，因为离子基团是天然亲水并起着内乳化剂的作用。通常依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：
有机硅密封胶的制备方法
有机硅密封胶的制备方法 有机硅密封胶是一种常用的工业材料，广泛应用于建筑、汽车、电子等领域。它具有优异的密封性能、耐高低温性能、耐化学腐蚀性能以及优异的耐老化性能，因此备受青睐。本文将介绍有机硅密封胶的制备方法。 有机硅密封胶的制备需要准备以下原料：有机硅单体、交联剂、稀释剂以及助剂等。有机硅单体是有机硅密封胶的主要成分，常用的有机硅单体有聚二甲基硅氧烷、聚甲基硅氧烷等。交联剂用于增强有机硅密封胶的强度和硬度，常用的交联剂有聚硫醚、聚氨酯等。稀释剂用于调节有机硅密封胶的粘度，常用的稀释剂有醋酸乙酯、甲苯等。助剂用于改善有机硅密封胶的加工性能，常用的助剂有抗氧化剂、催化剂等。 制备有机硅密封胶的步骤如下： 1. 测量：按照配方比例准确称量所需的有机硅单体、交联剂、稀释剂和助剂等原料。 2. 混合：将有机硅单体、交联剂、稀释剂和助剂等原料加入反应容器中，通过搅拌或搅拌加热的方式混合均匀。确保各组分充分混合，无明显颗粒或分离现象。 3. 除泡：将混合好的材料放置在真空容器中进行除泡处理，以去除其中的气泡和杂质。除泡过程一般需要在真空条件下进行，时间和
真空度根据具体材料的要求而定。 4. 固化：将除泡后的材料倒入模具中，放置在恒温箱中进行固化。固化的温度和时间根据具体材料的要求而定。 5. 成型：固化后的有机硅密封胶可根据需要进行切割、研磨或成型等加工步骤，以获得所需的产品。 制备好的有机硅密封胶需要经过质量检验，确保其满足相应的技术要求。质量检验包括外观检查、物理性能测试、化学性能测试等。只有通过质量检验并符合要求的有机硅密封胶才能投入使用。 有机硅密封胶的制备方法包括原料准备、混合、除泡、固化和成型等步骤。制备过程需要严格按照配方比例和工艺要求进行操作，以确保最终产品的质量和性能。有机硅密封胶的制备方法较为简单，但要求操作细致，严格控制各环节的工艺参数，以确保产品质量的稳定性和可靠性。
聚氨酯的应用及研究进展
水性聚氨酯胶粘剂的改性及研究进展 摘要：本文主要介绍了水性聚氨酯的特点和粘接机理，综述了水性聚氨酯胶粘剂的改性方法及其研究进展。同时对水性聚氨酯胶粘剂的应用及发展方向进行了展望。 关键词：水性聚氨酯；胶粘剂；改性；应用 0 引言 以水为分散介质的胶粘剂，称为水性胶粘剂。水性胶粘剂是胶粘剂的发展趋势之一，与溶剂型胶粘剂相比，其具有无溶剂释放，符合环境保护要求，成本低，不燃，使用安全等特点，因此受到国内外广泛重视。 水性聚氨酯(WPU)胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，也称为水系聚氨酯或水基聚氨酯。依照其外观和粒径，可将水性聚氨酯分为三类，见表1 表1水性聚氨酯按外观和粒径分类 外观粒径/μm 聚氨酯水溶液透明<0.001 聚氨酯分散液半透明0.001~0.1 聚氨酯乳液白浊>0.1 其中，后两者在有关文献中并不并不严格区分，统称为聚氨酯分散液或聚氨酯乳液。实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。 1 结构与特性 1.1 结构特点 聚氨酯的分子链一般由“软段”和“硬段”两部分组成，故聚氨酯又可看作一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物[2]。其中，软段一般由低聚物多元醇(通常是聚醚、聚酯或聚烯烃二醇)组成，一般呈无规卷曲状态，其玻璃化温度低于室温，链段非常柔软，因而称之为柔性链段(或软段)。而硬段由多异氰酸酯或其
与小分子扩链剂组成，链段比较僵硬，常温下伸展成棒状，链段不易改变自己的构象，因而被称之为刚性链段(或硬段)。 1966年Cooper s.L.等由聚氨酯的线性粘弹性行为首先提出了聚氨酯的微相分离理论[3]，指出，聚氨酯中存在大量氢键，聚氨酯独特的柔韧性和宽范围的物性可用两相形态学来解释：聚氨酯的硬段相起增强作用，提供多官能团度物理交联，软段基体被硬段耜区交联。聚氨酯的优良性能首先是由于微相区形成的结果，而又不单纯是硬段与软段之间的氢键所致。 1.2 特性 水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯除了无溶剂臭味、无污染等优点外，还具有下述特点： 一、水性聚氨酯胶粘剂粘接性能好，胶膜物性可调节范围大，可用于多种基材的粘接。 二、影响粘度的重要因素有离子电荷、乳液粒径等。聚合物分子上的离子及反离子(溶液中与聚氨酯主链、侧链中所含有离子基团极性相反的自由离子)越多，粘度越大；而浓度、聚氨酯分子的分子量、交联剂等因素对粘度的影响并不明显，这有利于提高聚氨酯的分子量，从而提高内聚强度。 三、由于水的挥发比有机溶剂差，故干燥较慢，并且由于水的表面张力大，润湿能力差。由于大多数水性聚氨酯是由含亲水性的聚氨酯为主要固体成分，而且有时含有水溶性助剂，胶膜干燥后一般须形成一定程度的交联，否则耐水性不佳。 四、可与多种水性树脂混合或改性，以改进性能或降低成本。 五、气味小，操作方便，残余物易清理，而溶剂型聚氨酯使用中有时还需耗用大量溶剂，清理也不及水性聚氨酯方便[4]。 2 粘接机理 大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含有异氰酸根(-NCO)基团，因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。由于水性聚氨酯胶粘剂具有较多的极性基团，如氨酯键、脲键、离子键等，因此与许多材料特别是和泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的粘合力。聚氨酯与被粘材料之间产生的氢键作用使分子内力增
有机硅胶粘剂制备工艺共13页word资料
1 02102105.8 用于铝塑管和管件密封的有 机硅密封胶 2 02137912.2 有机硅建筑防水剂的硅树脂 胶化物制备方法 3 01812834.3 含有多官能聚有机硅氧烷作 为偶联剂的轮胎橡胶组合物 4 01813056.9 携带至少一个活化烯属双键 的有机硅化合物作为包括白色填料的橡胶混合物中的偶联 剂的用途 5 02134207.5 有机硅改性丙烯酸酯耐高温、绝缘压敏胶及 胶粘带的制备 6 03115407. 7 高强度缩合型有机硅模具胶 组合物 7 01814891.3 用于有机硅酸盐玻璃的低K 蚀刻应用中的蚀刻后由氢进行的光刻胶剥离 8 96106950.3 含有有机硅烷衍生物的以二 烯类聚合物为基的橡胶组合物 9 97100458.7 以具有硅烷醇官能团的二烯 聚合物为基础和含有有机硅衍生物的橡胶组合物 10 85102878 光导纤维用高折光率有机硅 涂层胶的制法 11 86104757 氯化聚丙烯—有机硅胶粘剂
的合成 90100436.7 有机硅橡胶乳液的制备方 法 92112510.0 硅橡胶常压裂解制造有机 硅环体 93112608.8 有机硅胶粘剂用表面增粘 处理剂 94112678.1 有机硅酮结构密封胶 97114721.3 有机硅烷多硫烷混炼胶和 用于 制备含有这些混炼胶的橡胶胶料的方法 98105411.0 室温可硫化有机硅密封胶 组合物拉丝性的测量方法 97108934.5 硅橡胶边角废料裂解生产 有机硅环体的方法 97106714.7 有机硅改性丙烯酸乳胶涂 料 97106713.9 有机硅改性丙烯酸乳胶涂 料的制备方法 99126232.8 含有有机硅多硫烷的橡胶 混合物 98807657.8 以聚有机硅氧烷为偶联剂 及白色填料增强的二烯橡胶组合物 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
有机硅改性水性聚氨酯的研究进展
有机硅改性水性聚氨酯的研究进展 胡静;王文娟;孙道兴 【摘要】以不同的改性方式为分类依据,综述了有机硅改性水性聚氨酯的制备方法、结构特点和性能,并对有机硅改性水性聚氨酯的前景作出了展望. 【期刊名称】《现代塑料加工应用》 【年(卷),期】2014(026)002 【总页数】4页(P60-63) 【关键词】有机硅;水性聚氨酯;改性;述评 【作者】胡静;王文娟;孙道兴 【作者单位】青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛,266042;青岛科技大学 环境与安全工程学院,山东青岛,266042;青岛科技大学环境与安全工程学院,山东青岛,266042 【正文语种】中文 随着社会对环境保护的日益重视，低毒性且无污染的水性聚氨酯（PU）将逐渐代 替传统溶剂型PU，成为PU涂料发展的重要方向。水性PU具有附着力强、成膜 温度低和室温固化等优点，但单一的水性PU耐水性、耐溶剂性、耐高温性以及力学性能较差，在很多领域限制了其应用。有机硅化合物中含有Si─O键，可以有效提高水性PU的力学性能。因Si元素的存在，有机硅兼具有机化合物和无机化合 物的双重特性，可赋予改性PU涂膜优良的耐水、耐油污和耐高低温等综合性能
［1］。下面根据有机硅对水性PU不同的改性方式为分类依据，综述了不同官能 结构的有机硅和不同的改性方法对水性PU结构和性能方面的影响。 1 共混改性 共混改性仅仅是简单的物理混合，没有化学键的生成。Shibata等［2］将聚硅氧 烷与聚醚PU混合发现混合液出现相分离现象。由于分子结构自身的特点，有机硅与PU之间有极强的不相容性，改性后力学性能降低，相分离严重，难以达到良好的效果，所以这种改性方法利用的比较少，鲜有研究。 2 接枝改性 2.1 主链接枝 2.1.1 端羟基PDMS（聚二甲基硅氧烷）改性法 吴小峰等［3］以二羟基硅油（DHPDMS）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚 酯二元醇和二羟甲基丙酸为原料，利用硅醇改性法合成质量分数为38%的有机硅 改性的水性PU，并探讨了DHPDMS的含量对改性水性PU外观、黏度、附着力、硬度、力学性能以及吸水率的影响。结果表明：随着DHPDMS相对分子质量的增大，PU的硬度、吸水率和断裂伸长率变小，黏度和拉伸强度增大，而且随着DHPDMS含量的增加，PU的疏水性增强，但是力学性能却没大的改善。通过膜 表面的扫描电子显微镜照片还可以发现，改性后的水性PU膜表面粗糙，说明发生了微相分离现象。这种硅醇改性形成的Si─O─C键极易水解，所以硅醇法改性的 水性PU耐水性差，在水溶液中不稳定。 冯林林等［4］采用自制的 DHPDMS、2，4－甲苯二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二 醇和1，4－丁二醇合成了一系列有机硅改性的水性PU，并研究了不同硅含量对 改性PU在接触角、表面张力方面的影响以及与温度的关系等。研究发现由于DHPDMS的低表面能，导致材料的表面张力减小，有机硅容易向材料表面迁移，所以随着DHPDMS含量的增加，接触角先增大最后趋于恒定，而表面张力迅速减
有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能研究
有机硅改性聚氨酯弹性体的制备及性能 研究 摘要：聚氨酯在日常生活中应用广泛，由于其原料组成的多样性与配比组合 的复杂性，使得做出的成品具有各种不同的性能。因此能适应各种不同的环境。 但聚氨酯本身的韧性差，抗拉强度低，耐老化、耐化学性差，在实际应用中受到 一些限制。因此需要对聚氨酯进行改性，其中有机硅改性聚氨酯弹性体具有较高 的强度，弹性以及耐高温耐老化性，硬度范围容易调节，可从邵o硬度到邵D硬 度跨度，也因此具有优异的耐磨性能。本文主要对有机硅改性聚氨酯弹性体进行 制备，并对其力学性及耐热性进行分析，希望对相关从业人员的工作有一定的参 考作用。 关键词：有机硅改性聚氨酯弹性体；制备；力学性能耐热性 引言：有机硅高分子在当前的聚氨酯弹性体的制备中较为常见，其主要的特 点就是在使用的过程中，分子间的作用力比较小，原因是因为其自身的Si-O-Si 重复单元结构，这种结构本身具备较为稳定的性能，因此使用这种原料合成的聚 合物材料本身的耐热性和稳定性都比较好，但是有机硅高分子本身的力学性能比 较低，因此在使用的时候，需要采用填料以及硫化等方式，对其进行一定的强化，虽然其强度在这样的制造过程中有了一定的提升，但是在实际的使用中，其拉伸 的强度依旧比较低，所以针对这个部分，必须使用一定的改善方法，才可以让其 能够达到使用的需求，完成当前的使用标准。 1. 有机硅改性聚氨酯合成方法 1. NCO封闭的预聚体合成
在本次的合成中，主要使用的方式就是在装有氨气导管，恒压滴液漏斗，回流的冷凝装置等等，在机械搅拌的烧瓶中，按照比例加入相关的MDI，羟丙基PDMS，在氨气的保护下，主要在温度范围70-90℃之间进行反应操作，并且每隔一个小时，就需要对体系中的NCO含量进行监测，让其能够保持稳定后，停止改工作，最终得到NCO分段预聚体。 1. 预聚体扩链 在实施的过程中，首先应该将温度设置在70℃，按照上述（一）步骤中的产物，加入一定的溶剂进行稀释，一般采用的漏斗主要是预聚体溶液中用两到三秒的时间，进行滴加试剂，最终将实际的扩链剂（BDO）、一段酸亚西缓和溶液进行一到五个小时的反应之后，用红外线对产物进行检测，直到其中的NCO峰小时候，停止进行反应，需要进行一定黏度的产物，并且将长夜溶剂导入四氟模具致中和，在室温下进行固化，一般情况下需要进行12个小时左右的时间，才可以完成固化的过程，完成固化之后，放入一定温度的真空干燥箱中进行干燥，到达恒重的条件，完成本次的制作，在室温下放置一周以后，对其力学的性能进行测试，完成本次的制作过程。 红外光谱图
有机硅改性形状记忆水性聚氨酯的制备
有机硅改性形状记忆水性聚氨酯的制备 官慧;艾娇艳;卢子铿;卢杨陆;林洁明 【摘要】将形状记忆水性聚氨酯用不同的硅烷偶联剂和端羟基硅油进行改性,并研 究其改性前后的性能.结果表明:当硅烷偶联剂的质量分数为1%时,材料具有良好的 力学性能、形状记忆性能和耐水性能;改性后,材料的形状固定率均为100%,形状回 复率为96%以上;经硅烷偶联剂KH570改性的形状记忆水性聚氨酯的拉伸强度为49.96 MPa,较未改性体系提高了18.42%;端羟基硅油改性使材料质量损失50%的 温度从370.21 ℃提高到378.13 ℃.%The shape-memory waterborne polyurethane(PU)was modified with different silicane coupling agents and hydroxyl-terminated silicone oil and whose performances before and after modification were tested. The results show that the material performs excellently in mechanical properties,shape memory and water resis-tance when the mass fraction of silicane coupling agent is 1%. The shape fixation rate is 100%,the shape reco-very rate is more than 96% after modification. The tensile strength of shape-memory waterborne PU modified by KH570 reaches 49.96 MPa,18.42% higher than that of unmodified system. The 50% weight loss temperature of the material modified by hydroxyl-terminated silicone oil is increased from 370.21 to 378.13 ℃ . 【期刊名称】《合成树脂及塑料》 【年(卷),期】2018(035)001 【总页数】4页(P20-22,29)
「含硅聚氨酯的制备与改性」
1.1 聚氨酯材料概述 １.１.1聚氨酯材料的介绍 聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团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。 聚氨酯材料主要包括聚氨酯弹性体、聚氨酯涂料、聚氨酯胶粘剂、聚氨酯纤维、聚氨酯树脂，具有发泡性、弹性、耐磨性、粘接性、耐溶剂性以及耐生物老化性等优点。但它的缺点也十分明显：内生热大,耐高温性能一般,不耐强极性溶剂及强酸碱性介质。 本文主要研究聚氨酯弹性体。 实验室及工业生产中，常通过改性来提高聚氨酯弹性体的性能，在通过改性后，使聚氨酯成为一种得到较快发展的高分子合成材料。常见的改性方法有:丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、硅改性、纳米材料改性、有机氟改性、有机无机杂化改性、有机硅改性、其他方面改性（结构改性、交联改性等）。用有机硅改性聚氨酯在保持有机硅树脂许多优良性质基本不变的情况下,可提高有机硅的附着力、耐磨性、耐候性及耐化学药品性并能再常温下固化,改善聚氨酯热老化性能欠佳、及不耐高温的缺点。 本文主要探讨硅改性聚氨酯的优缺点。 1.1.２含聚氨酯材料的介绍 聚氨酯是由硬段和软段交替组成,具有良好的物理和机械性能,但热稳定性较差。有机硅由于其独特的结构而具有一系列优异性能,如具有较低的玻璃化转变温度,极好的耐高低温和耐氧化性能,优良的电绝缘性和热稳定性,优异的透气性及生物相容性等。然而有机硅材料也存在力学强度低、附着力差等缺点,大大限制了它的应用。通过共聚将有机硅与聚氨酯两者的优异性能结合起来,是改善有机硅材料和聚氨酯材料性能的一条重要途径。 含硅聚氨酯从分子结构看,它既含有优异的介电性、柔韧性、耐水性、透气性及生物相容性的有机硅链段,同时又有良好的热稳定性、耐候性及耐腐蚀性的聚氨酯链段,因此这类材料既克服了含硅聚氨酯机械性能差的缺点,也弥补了聚氨酯耐侯性差的不足，在涂料、织物整理剂及血液相容材料等方面有着潜在的应用,
有机硅丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成与性能
水性聚氨酯（WPU）因其众多优点及用途而受到人们的广泛关注，但单一的WPU因其耐水性、硬度、热稳定性等不太理想而限制了其应，因此需要对其进 行改性。聚丙烯酸酯（PA）、有机硅（硅烷偶联剂）具有与WPU互补的性能，是改性WPU比较理想的材料。论文采用互穿网络聚合法合成了有机硅丙烯酸酯双重改性水性聚氨酯，取得了明显的技术性能提高改性效果。 摘要：以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、g-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、g-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷（KH570）为原料，分别合成了水性聚氨酯预聚体（WPU）、聚丙烯酸酯（PA）、有机硅 改性的水性聚氨酯预聚体（SiWPU）和有机硅改性的聚丙烯酸酯（SiPA），然后以WPU、SiWPU、PA、SiPA为原料，采用互穿网络聚合法合成了有机硅-丙烯酸 酯双重改性水性聚氨酯。通过测定吸水率和水接触角考察了PA、SiPA、SiWPU 含量对胶膜耐水性能的影响并分析了反应机理。结果表明：SiWPU-40%-SiPA-37.5%〔40%为SiWPU的含量（以WPU和SiWPU总质量为基准，下同）；37.5%为SiPA 占膜总质量百分数〕胶膜吸水率从改性前样品WPU的37.8%降低至改性后的6.8%，接触角从56.8°增至86.4°，铅笔硬度从改性前的2B提升至H。热重分析显示，Tmax（样品热分解速率最大时的温度）从改性前的340.2 ℃提升至412.4 ℃；TEM 表明，改性后的乳胶粒形成了核壳结构；XRD和断面SEM显示，PA和有机硅改性均增加了聚合物的交联度。 结论
（1）合成了有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯乳液。红外光谱分析表明，有机硅、丙烯酸酯及其双重改性水性聚氨酯已经成功合成，并且硅烷偶联剂上的硅氧烷基团已经发生水解、缩合形成了—Si—O—Si—键。 （2）在一定的添加量范围内，PA或有机硅含量越高，改性水性聚氨酯（WPU）的耐水性能越好，且两者的改性可以起协同作用；在PA和WPU上同时引入两种有机硅烷偶联剂的改性水性聚氨酯比只在PA或者WPU上引入一种硅烷偶联剂或者不引入硅烷偶联剂所制备的改性水性聚氨酯中PA和WPU的相容性得到提升，具有更好的耐水性和乳液稳定性。 （3）PA改性WPU使耐水性增加的原因是：PA与WPU形成互穿网络结构，增加了聚合物的交联度；有机硅改性WPU使胶膜耐水性增强的原因是：有机硅上的硅氧烷基团发生水解、缩合形成了—Si—O—Si—键，增大了聚合物的交联度，并且有机硅可以降低乳胶膜的表面能。 （4）所制备的SiWPU-40%-SiPA-37.5%乳液的稳定性良好，其胶膜的24 h吸水率降低至6.8%，接触角达86.4°，有较好的耐水性，铅笔硬度达到H，附着力、耐冲击性合格，乳液稳定，可常温固化，在水性涂料领域有良好的应用的前景。 反应路线
硅改性高固含量水性聚氨酯分散体的制备及性能研究
硅改性高固含量水性聚氨酯分散体的制备及性能研究 卫晓利;张发兴 【期刊名称】《聚氨酯工业》 【年(卷),期】2014(000)005 【摘要】以含硅的多元醇（PES）和聚醚二醇（PPG）为软链段，甲苯二异氰酸 酯（TDI）和复合亲水扩链剂1，2-二羟基-3-丙磺酸钠（ DHPS）和二羟甲基丙酸（ DMPA）为硬链段，以γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-540）作为封端剂，采用 自乳化法制备了一系列高固含量有机硅/聚氨酯复合分散体（Si/PU）。分析了PES和PPG质量比和KH-540含量对分散体性能的影响。结果表明，所得分散体的粒径呈多元分布，乳胶粒子呈核壳结构。随着PES/PPG质量比和KH-540含量的增大，乳胶粒平均粒径增大，粒度分布变宽，固体质量分数基本能达到50％以上，粘度均小于400 mPa·s，当PES/PGG值为1∶3，KH-540质量分数为1％时，固体质量分数高达55�8％；另外，胶膜具有较好的表面性能。%A series high-solid-content polyurethane-silicone compound dispersions were prepared by self-emul-sification, which were modified with γ-aminopropyl methyldimethyoxysilane ( KH-540 ) as a blocking agent, the self-made silicon polyether (PES) and propylene oxide glycol(PPG)as soft segments, toluene diisocyanate(TDI) as hard segment, 1,2-dihydroxy-3-propanesulfonic acid salt(DHPS) and dimethylol propionic acid (DMPA)as hy-drophilic chain-extending agents. Influences of KH-540 content and weight ratio of PES and PPG on properties of polyurethane dispersions were analyzed. Results showed that the dispersions possessed
有机硅化合物的制备及应用
有机硅化合物的制备及应用 有机硅化合物是指在分子中含有碳氢键和硅氧键的化合物，它们具有重要的工业应用和科学研究价值。本文将介绍有机硅化合物的制备方法和主要应用领域。 一、有机硅化合物制备方法 1. 氧化硅法 氧化硅法是有机硅化合物中最常用的制备方法之一。它是通过在高温下将有机硅半挥发物与氧化硅进行反应，制得有机硅化合物。常用的有机硅中间体有四氢萘基甲基二甲基硅烷（TMDS）和三乙基甲基硅烷（TEMS）等。 2. 烷基化合成法 烷基化合成法是以烷基锂为反应试剂，与硅醇化合物等进行反应，制得有机硅化合物。该方法在制备挥发性有机硅中间体方面具有较高效率和成本优势。 3. 氢化硅法 氢化硅法是将硅氟烷和氢气在铂催化剂的作用下加热反应，制得有机硅化合物的方法。常用的有机硅中间体有二甲基酰氨基甲基硅烷（DMAMS）等。 4. 硅烷还原法 硅烷还原法是将烯烃和硅烷反应，制得有机硅化合物的方法。这种方法的优点是操作相对简单，且所得产物纯度高。 二、有机硅化合物应用领域 1. 光电领域
有机硅化合物的光电性能使其成为新型光电材料的热门研究方向之一。例如， 有机硅化合物可用于制备有机发光二极管（OLED）和晶体管（OTFT）等在内的 智能显示技术，同时也可以用于光电器件的制备等。 2. 聚合物材料 有机硅化合物可作为聚合物材料的重要组成部分，使聚合物具有良好的耐热性、化学稳定性和机械韧性。例如，有机硅聚氨酯是一种具有高弹性和耐磨性的塑料材料，可广泛应用于超强纤维、水泵密封垫等领域。 3. 化妆品 有机硅化合物的透湿性、保湿性和柔软性等特性使其成为化妆品和护肤品生产 中的重要原料。有机硅化合物可以制成柔软剂，使皮肤光滑柔软，同时还可制成化妆品乳液、面膜等产品，提高其保湿性和渗透性。 4. 纺织行业 有机硅化合物可作为纺织行业中的织物处理剂。例如，有机硅羟乙基纤维素醚 是一种卓越的纤维素纤维强度和柔软度的助剂，可使织物具有良好的柔软性和可塑性。 总之，有机硅化合物具有多重优良性能，其制备和应用领域不断拓展，越来越 多的研究人员投入其中，推动了其发展。在未来，有机硅化合物将有更广泛的应用前景。
有机硅改性聚氨酯预聚体的合成及表征
有机硅改性聚氨酯预聚体的合成及表征 袁琨成玉青程树军王耀先* 华东理工大学材料科学与工程学院上海200237 聚氨酯由于其优良的弹性、耐低温性、耐磨性和对基材的良好粘附性等特点，以及原料品种多元化，配方调整的自由度大，致使其成为一类应用极其广泛的高分子化合物，蕴含了非常广的应用范围，包括涂料、粘合剂、密封胶、弹性体等[1]。近年来，有机硅改性更是其中的热点，经有机硅改性后的聚氨酯成功克服了聚氨酯预聚体在固化特性、胶粘密封性和成本等方面的缺点，使其具有优异的耐水性、柔韧性、透气性、介电性及生物相容性等[2]。 本实验采用本体法，用聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）、聚丙二醇（PPG）和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）反应制成端NCO聚氨酯预聚体，然后用硅烷偶联剂（H-4）对聚氨酯预聚体进行封端反应，制备有机硅改性聚氨酯预聚体，以改善聚氨酯的耐水性、耐候性、柔韧性、表面性能和固化速度，得到一种综合性能优异的有机硅改性聚氨酯预聚体。并用IR 对其进行了表征。 分别以PTMG和PPG为软段，NCO/OH为2.0制备有机硅改性聚氨酯预聚体，并对其进行力学性能测试，所得结果如表1所示。由表1看出，PTMG合成的预聚体的拉伸强度、拉伸模量、邵氏硬度都比PPG大很多，而伸长率比其小。这是因为本实验所使用的PPG具有一定的不饱和度。体系中存在的一元醇客观上起着终止剂的作用，限制了聚氨酯分子量的增长。而且，PPG为仲醇，含有侧甲基，分子的作用力减弱，强度变低，伸长率变大。而PTMG为伯醇，其规整的链段结构对聚氨酯的强度等产生较大的影响，以此为软段合成的聚氨酯预聚体的强度和硬度比较优异。因此，选用不同种类的聚醚二醇可制成不同模量的聚氨酯，以满足不同的使用环境。 表1 PPG和PTMG合成的聚氨酯预聚体的力学性能的比较 聚醚多元醇 类型拉伸强度 （MPa） 伸长率 （%） 拉伸模量 (MPa) 邵氏硬度 （A） PPG 1.22 187 0.964 41.0 PTMG 5.88 130 54.83 82.0 以PTMG为软段合成的聚氨酯预聚体经H-4改性前后的IR谱图如图1所示。 从图1可看出，3298cm－1～3275cm－1处NHCO的顺式伸缩振动，在加入H-4后-NH的出峰位置向低波数移动。2265cm－1处是-NCO特征吸收峰，加入H-4后，在该处没有峰出现，这是因为H-4的端-NH2与-NCO发生了反应，说明硅烷H-4已经对聚氨酯预聚体进行了封端反应。1723～1710cm－1处是C＝O的特征吸收峰，可以发现，加入H-4后除了有酯基的C＝O 外，在1653cm－1处还有很弱的峰出现，从而使整个C＝O峰向低波数发生了移动，强度也增大，这是因为加入的H-4中的端-NH2很容易与-NCO反应生成脲键。 由图2可以看出，2.1和2.2配比的有机硅改性聚氨酯预聚体的起始分解温度分别为364℃*通讯联系人：王耀先，E-mail: wyxian@https://www.360docs.net/doc/4d19201893.html,
一种有机硅改性聚氨酯材料及其制备方法和应用
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利说明书 (10)申请公布号CN 114456341 A (43)申请公布日2022.05.10 (21)申请号CN202210317674.9 (22)申请日2022.03.29 (71)申请人中国科学院兰州化学物理研究所 地址730000 甘肃省兰州市城关区天水中路18号 (72)发明人杨靖张耀明李彦辉王廷梅王齐华陈守兵张新瑞 (74)专利代理机构 代理人 (51)Int.CI C08G18/48 C08G18/61 C08L75/08 权利要求说明书说明书幅图(54)发明名称 一种有机硅改性聚氨酯材料及其制 备方法和应用 (57)摘要 本发明提供了一种有机硅改性聚氨 酯材料及其制备方法和应用，涉及聚氨酯 材料技术领域。本发明提供的有机硅改性 聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤： 将异氰酸酯封端聚醚低聚物、异氰酸酯封
端硅树脂低聚物和极性溶剂混合，脱气后 得到混合低聚物；将所述混合低聚物和胺 类固化剂以及催化剂混合，依次进行固化 和熟化，得到有机硅改性聚氨酯材料。本 发明采用异氰酸酯封端聚醚低聚物和异氰 酸酯封端硅树脂低聚物进行共聚改性，提 高聚氨酯的自润滑及耐磨性能；利用胺类 固化剂制备聚氨酯，由于脲基的存在，使 其具有较高的力学性能。采用本发明制备 的有机硅改性聚氨酯材料在320齿轮油中 具有极高的稳定性，在水中耐高温可达 80℃。 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 2022-05-10公开发明专利申请公布 2022-05-27实质审查的生效IPC(主分 类):C08G18/48专利申请 号:2022103176749申请 日:20220329 实质审查的生效 2023-07-18发明专利申请公布后的驳回 IPC(主分类):C08G18/48专利申 请号:2022103176749申请公布 日:20220510 发明专利申请公布后 的驳回
有机硅皮革的制备
有机硅皮革的制备 引言 有机硅皮革是一种新型的合成材料，具有良好的柔软性、耐磨性和耐老化性能，广泛应用于汽车、家具、鞋类等领域。本文将详细介绍有机硅皮革的制备方法及其工艺流程。 有机硅皮革的制备方法 有机硅皮革的制备方法主要包括溶液共混法、溶胶-凝胶法和浸渍法。 溶液共混法 溶液共混法是一种常用的有机硅皮革制备方法。首先，将有机硅树脂和溶剂混合，形成均匀的溶液。然后，将溶液涂布在基材上，经过干燥和固化处理，形成有机硅皮革。 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是一种通过凝胶化过程制备有机硅皮革的方法。首先，将有机硅溶胶涂布在基材上，使其形成均匀的薄膜。然后，通过热处理或化学反应使溶胶凝胶，最终形成有机硅皮革。 浸渍法 浸渍法是一种通过将基材浸渍在有机硅溶液中制备有机硅皮革的方法。首先，将基材浸入有机硅溶液中，使其充分吸收溶液。然后，经过干燥和固化处理，形成有机硅皮革。 有机硅皮革的制备工艺流程 有机硅皮革的制备工艺流程包括基材准备、溶液制备、涂布或浸渍、干燥和固化等步骤。 基材准备 选择适合的基材对有机硅皮革的质量和性能至关重要。常用的基材包括聚酯纤维、聚氨酯泡沫、人造革等。基材应具有良好的柔软性和透气性。 溶液制备 根据制备方法的不同，选择合适的有机硅树脂和溶剂进行溶液的制备。有机硅树脂可以选择聚二甲基硅氧烷、聚甲基硅氧烷等。溶剂应具有良好的溶解性和挥发性。
涂布或浸渍 将溶液涂布在基材上或将基材浸渍在有机硅溶液中，使基材充分吸收溶液。涂布时要保证涂层均匀，浸渍时要保证基材完全浸泡在溶液中。 干燥和固化 经过涂布或浸渍后，将基材置于通风良好的环境中进行干燥，使溶剂挥发。然后，经过热处理或化学反应使溶液固化，形成有机硅皮革。 有机硅皮革的性能与应用 有机硅皮革具有以下优良性能： 1.柔软性：有机硅皮革具有良好的柔软性，可以适应各种复杂形状的表面。 2.耐磨性：有机硅皮革具有较高的耐磨性，不易磨损和变形。 3.耐老化性：有机硅皮革具有较好的耐老化性能，不易受到环境因素的影响。 4.耐温性：有机硅皮革具有较高的耐温性，能够在高温环境下保持稳定性。 有机硅皮革广泛应用于汽车内饰、家具、鞋类等领域。其柔软性和耐磨性使其成为汽车座椅、沙发面料和鞋面的理想选择。同时，有机硅皮革的耐老化性能也使其在户外家具和船艇座椅等场景中得到应用。 结论 有机硅皮革是一种具有良好性能和广泛应用前景的合成材料。通过溶液共混法、溶胶-凝胶法和浸渍法等制备方法，可以制备出具有柔软性、耐磨性和耐老化性能的有机硅皮革。在实际应用中，有机硅皮革广泛应用于汽车、家具、鞋类等领域，满足人们对于舒适性、耐久性和美观性的需求。
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。1975年研究者们向聚氨酯分子链中引入亲水成分，从而提高了水性聚氨酯的乳液稳定性和涂膜性能，其应用领域也随之拓广。进入21世纪以来，随着水性聚氨酯乳液应用范围的进一步拓宽，世界范围内日益高涨的环保要求，进一步加快了水性聚氨酯工业发展的步伐。[2] 相对于国外，国内的水性聚氨酯发展较晚。我国水性聚氨酯的研究开始于上世纪七十年代，1976年沈阳皮革研究所最早研制出用于皮革涂饰用的水性聚氨