聚有机硅氧烷改性聚氨酯的应用新进展
聚有机硅氧烷改性聚氨酯的应用新进展
陈雪娟,朱 杰,黄世强3
(湖北大学材料科学与工程学院,武汉430062)
摘要:综述了聚有机硅氧烷改性聚氨酯在聚合物电解质基材、生物医学材料、膜材料等新领域的最新研究和应用进展。
关键词:聚硅氧烷,聚氨酯,涂料,电解质,医学材料,膜材料中图分类号:TQ26411+7 文献标识码:A
文章编号:1009-4369(2007)01-0044-04
收稿日期:2006-06-09。
作者简介:陈雪娟(1981-),女,硕士。研究方向为有机硅功能高分子材料。
3联系人,E -mail :huangsq @hubu 1edu 1cn 。
聚有机硅氧烷(PDMS )主链中含有重复的Si —O 键,这种特殊结构使其具有耐热性、耐候
性、耐水性、电绝缘性、低温柔顺性、高透过性、低表面张力及良好的生物相容性等[1-2]。聚有机硅氧烷改性聚氨酯(PDMS/PUR )使聚氨酯(PUR )在保持优良的机械性能(耐磨性、抗撕裂性、抗曲挠性)[3]的同时,还兼具PDMS 的优异性能,被广泛用作涂料、涂饰剂、胶粘剂等;除了在传统的应用领域拓展外,国外的研究者正把目光集中在新的应用领域:如聚合物电解质基材、生物医学材料、膜材料等。
1 用作涂料
涂料是PDMS/PUR 的传统应用领域,技术已比较成熟,目前研究的重点主要集中在以下几个方面。
继续开发具有特殊性能(如耐高温、耐水、耐候、防腐等)、用于特殊场合的新品种。如将PDMS 作为PUR 的混合软段制成的PDMS 嵌段
改性热塑性聚氨酯(PUR -T )和聚脲,可以在提高材料的耐热性的同时,不显著降低其机械性能,是一种很好的耐高温涂料[4]。
开发环保、节能型涂料。随着各国环保法规的确立和环保意识的增强,溶剂型PUR 体系中挥发性有机化合物(VOC )的排放越来越受到限制,人们对水性环保型PDMS/PUR 涂料的开发越来越活跃[5-7]。另一方面,紫外光固化涂料因固化时间短、耗能低,近年来受到研究者的极大关注。紫外光固化PDMS/PUR 涂料主要是
在体系中加入丙烯酸酯作为光交联剂;且聚丙烯
酸酯具有优异的耐光耐候性、较好的耐酸碱盐腐蚀性、极好的柔韧性等,使固化膜的耐热性、耐寒性、耐湿性均优异,可用作涂料,特别是玻璃、石英等含硅表面的涂料[8-11]。
2 用作聚合物电解质的基材
聚合物电解质用于锂离子电池,克服了电池工作中的漏液和体积变化问题;且能充当电池的隔膜,将电池的正极与负极分割开来;形状上可做到薄形化(最薄015mm )、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,符合便携式电子产品小型化、轻量化和薄形化的发展方向;所以应用前景非常好,吸引了大量研究者的关注。目前的研究难点是使聚合物电解质在获得高电导率(室温电导率大于10-3S/cm )的同时,保持良好的机械加工性能和化学稳定性[12]。
PUR -T 因为具有两相结构,硬段在聚合物体系中起到物理交联点的作用,软段中含有能与金属离子发生作用的聚醚或聚酯;所以具有很好的机械性能(高拉伸强度、优良的弹性)和低结晶度,被认为是凝胶聚合物电解质基材的潜在材料[13～15]。聚醚作为聚合物溶液有利于离子的转
综述?专论
有机硅材料,2007,21(1):44～47
SIL ICON E MA TERIAL
移,而PDMS不仅含有硅醚结构,而且玻璃化转变温度(T g)低(-123℃),骨架柔性、化学稳定性、热稳定性好,毒性低;所以也是制备聚合物电解质的潜在材料[15-19]。将PDMS用于PUR聚合物电解质的改性,可使PUR在保持原有的机械性能的同时提高其电导率。由聚醚聚氨酯(PEUR)和PDMS或聚醚改性PDMS共混得到的聚合物电解质,其室温电导率比以PEUR 为基材的电解质高,达到10-5S/cm[17]。有人认为,在此体系中引入聚氧乙烯(PEO)作内增塑剂可以控制由于过度交联引起的电导率下降和T g下降,从而提高聚合物电解质的电导率。他们将烯丙基封端的聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物与含氢聚二甲基硅氧烷进行硅氢加成反应,制得网状聚合物电解质的预聚体;然后用甲苯二异氰酸酯(TDI)三聚体作交联剂,加入LiClO4,合成出以PDMS为软段的网状聚合物电解质,成功地将PEO内增塑剂引入到聚合物电解质体系中。测试表明,该聚合物电解质的室温电导率达到10-411S/cm,80℃下达到10-3S/cm。证实了在聚合物中引入内增塑剂是提高其电导率的有效途径[18]。P1L1Kuo也对这项工作进行了研究,将羟基封端的PDMS和聚乙二醇(PEG)以不同的比例混合作为软段、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)作为硬段、乙二醇作为扩链剂,合成出PDMS/PUR嵌段共聚物。TG A测试显示,该共聚物具有很好的热稳定性。PEG 和LiClO4/PC(丙烯碳酸盐)含量高及温度高都有利于提高共聚物的电导率,电导率和温度的关系服从Arrhenius规律。将PSEU30/70膜浸入到浓度为1mol/L的LiClO4/PC中,当LiClO4/PC 的质量分数增加到50%时,聚合物电解质在25℃时的电导率为519×10-4S/cm,80℃时的电导率为2133×10-3S/cm;同时显示出良好的物理性能[19]。
3 用作生物医学材料
PEUR是一类线性多嵌段共聚物,宏观上表现为热塑性弹性体,具有优良的生物相容性和力学性能;且具有优良的抗血栓性能。PDMS具有优越的生物相容性、低毒性、氧化稳定性,可用于生物医学器件(如充氧器/人工肺、血液泵、接触透镜等)中。S1Ioan将PDMS作为PUR 的软段,采用一步溶液聚合法合成了交联的聚醚/聚硅氧烷/聚氨酯共聚物。该共聚物的弹性特征和肌肉相似,有抗血栓性,是制作人造心脏、血管的特别材料[20-21]。
PUR由于表面钙化作用,在长期植入人体时易引起很多问题。把PDMS接枝到PUR表面,能非常有效地阻止钙化过程;另一方面, PUR表面接枝PDMS并未提高血小板的黏附性。接枝共聚物综合了PUR优异的物理性能、工艺性及PDMS的生物惰性[22]。
对于PDMS/PUR嵌段共聚物,因为PUR 和PDMS链段间的极性差异过大,互不相容,体系中存在明显的相分离,所以材料的机械性能较好;但微相分离程度过高反而会导致材料的力学性能不够理想。为提高材料的抗凝血性能,可以考虑在PDMS/PUR嵌段共聚物上接枝PEG、MPEG(甲氧基聚乙二醇)、PEO类聚合物。如PEG因为在水中的适移性高,所以能降低聚合物表面和血液的界面张力,使材料的血小板吸附性低、白蛋吸附性高,从而减少了血栓的生成,提高了材料的生物相容性和抗凝血性能。早期以物理共混的方式引入PEG,PEG的迁移和萃取会引起材料不稳定,从而限制了材料的长期的植入。近来多以化学改性的方式引入PEG,以稳定表面保护。J.H1Park对此进行了一系列的研究,分别将MPEG、PEO接枝到以PDMS为软段的PUR上。水凝胶测试显示,材料表面的蛋白吸附性高、血小板黏附性低,可以和血液直接接触,是潜在的生物材料[23-24]。
4 用作膜材料
因为PUR的分子链可以随意变化,所以PUR膜的透气性被广泛研究。随着PUR硬段的增加和软段摩尔质量的增加,PUR膜的透气性增加;另外,透气性与多元醇和扩链剂的化学特性有关。通过改变膜的相分离、多功能交联、结晶性、密度和T g,可影响PUR膜的传输性能。由于PDMS具有低表面能、高透气性;因此,近几年PDMS/PUR作为重要的膜材料被广泛关注。W1Czerwifiski以水分散液的形式合成了PDMS/PUR,然后研究了用分散液制成致密全蒸发膜的可能性;并对致密膜的传输和分离性能进行了测试。结果发现,当致密膜中含49%的
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PDMS时,具有最好的分离和传输性能,可做成全蒸发膜技术中的致密膜,用于从水中全蒸发移出挥发性有机物[25]。D1P1Queiroz也合成了以聚醚和PDMS为双软段的PUR溶液,然后成膜;并研究了材料的结构与透气性之间的关系。结果发现,当增加PDMS的含量时,膜的CO2、O2、N2的透过性增加;双软段膜的p(CO2)/ p(N2)透气率比纯PDMS膜要高[26]。
5 结束语
目前,这些新领域的研究还处于探索阶段,还需大量的研究积累,以求更好的运用于实际生产。PDMS/PUR是一种很有发展前景的材料,还需要根据材料的性能特征挖掘出新的应用领域。
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研发动态
羧基氟硅油
苏州大学的李战雄先将丙烯酸与氢氧化钠反应,反应产物再与三甲基氯硅烷反应,接着再与甲基二氯硅烷反应,制成三甲基硅氧羰丙基甲基二氯硅烷;同时,将丙烯酸乙酯与甲基二氯硅烷反应,制成乙氧羰丙基甲基二氯硅烷。然后,分别将这两种羰丙基甲基二氯硅烷与三氟丙基甲基二氯硅烷和二甲基二氯硅烷进行三元共水解,再经酸催化平衡、水解反应,得到羧基改性氟硅油。产物的数均摩尔质量为1800g/mol,黏度为10mm2/s(-40℃)和680mm2/s(100℃),开口闪点为248℃;产物中氟的质量分数为2018%。
三氟丙基甲基二氯硅烷的水解及其环体
南昌大学的朱淮军等人以3,3,3-三氟丙烯和甲基二氯硅烷为原料,经硅氢加成反应、水解反应、裂解反应,制成了3,3,3-三氟丙基甲基环三硅氧烷。最佳水解条件为:温度30℃,水解介质是HCl质量分数为20%的盐酸, V(盐酸)∶V(三氟丙基甲基二氯硅烷)=3∶1,滴加速度20mL/min(以1000mL反应器为例);最佳裂解条件为:氢氧化钠用量为水解物质量的0101%～10%,助剂十八醇的用量为水解物质量的1%～5%,裂解时间为7～10h。在此条件下,裂解产物的收率在85%以上,精馏后3,3,3-三氟丙基甲基环三硅氧烷的质量分数可达99%。
10kV硅烷交联聚乙烯电缆的交联工艺
特变电工山东鲁能泰山电缆公司的尹燕通过对现有挤出设备进行改造,使之既适合生产长段电缆,又适合生产短段电缆。绝缘层厚度为314左右的10kV硅烷交联聚乙烯(PE)电缆在(75±5)℃的温水中浸泡35h左右后,其性能完全符合G B/T12706-2000的要求。采用免水煮硅烷交联PE可将交联时间缩短到4h;采用内部能释放水的新型硅烷交联PE可彻底解决10kV硅烷交联PE电缆生产过程中交联速度太慢的难题。
Al2O3对导热硅橡胶性能的影响
西北工业大学的周文英等人发现,硅橡胶的导热系数随微米Al2O3填充量的增加而升高,但最大填充量不宜超过220份;纳米Al2O3填充硅橡胶的导热性能明显优于微米Al2O3填充硅橡胶。当微米Al2O3的填充量小于100份时,大粒径Al2O3填充硅橡胶的导热性能优于小粒径Al2O3填充硅橡胶;采用粒径为50μm、5μm、015μm及50nm的Al2O3的混合物填充的硅橡胶,其导热性能均优于采用单一粒径微米Al2O3填充硅橡胶的导热性能;当混合物的质量比为2∶5∶1∶1时,用其填充的硅橡胶的导热系数高达1145W/(m?K)。
空间电荷对硅橡胶憎水性的影响
清华大学的唐婧等人发现,硅橡胶经直流电压短时间(10min)作用后,其水珠接触角迅速下降;除去其表面电荷后,憎水性又迅速恢复。经长期加压的硅橡胶试样,经同样的表面润湿处理后,憎水性停留在较差的水平,憎水性恢复的速度也比经短期实验后慢得多。在直流电荷作用下,硅橡胶中存在着空间电荷的注入;且空间电荷随加压时间的增加有逐渐向另一极迁移的现象。硅橡胶中空间电荷电量的增加对应着表面电荷去掉后硅橡胶憎水性的下降。
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monomers began at250℃.the electrical resistivity of the resin film,which fully cured and aged at200℃for30min, could reach1000MΩ.The non2toxic film also showed good adhesion and hardness.
K eyw ords:silicone resin,siloxane oligomerization,electrical resistivity,thermal stability,storage time
Synthesis of amino silicone fluid with high viscosity.SU Yu2 guang(Quzhou Chemical Group,Quzhou324004,Zhe2 jiang).Y oujigui Cailiao,2007,21(1):33235. Abstract:A new synthesis method of low molecular weight α,ω2dihydroxy polydimethyl siloxane and N2β2aminoethyl 2γ2diethylaminopropylmethyldimethoxy silane and method of viscosity control were introduced.The results indicated that the viscosity of the amino silicone fluid prepared by this method was higher than traditional method,and the reaction temperature was lower than traditional method.The fabric treated with silicone micro emulsion had excellent hand feel and smoothness.
K eyw ords:amino silicone fluid,α,ω2dihydroxy poly2 dimethyl siloxane,N2β2aminoethyl2γ2diethylamino2 propylmethyldimethoxy silane
Preparation and application of amino and dodecyl co2modi2 f ied polysiloxanes.HUAN G Liang2xian,AN Qiu2feng,L I Ming2tao,Y AN G G ang,WAN G Qian2jin,FU Y ong2shan (College of Chemistry and Chemical Engineering,Shanxi U2 niversity of Science&Technology,Xianyang712081, Shanxi).Y oujigui Cailiao,2007,21(1):36240. Abstract:In the presence of tetramethylammonium hydroxide (TMAH)as catalyst,a new softener amino and dodecyl co2 modified polysiloxanes(ADMPS)was synthesized by bulk polymerization of octamethylcyclotetrasiloxane(D4),N2β2 aminoethyl2γ2aminoproylmethyldimethoxysilane(Y DH2602), dodecylmethyldimethoxysilane(HD2109)and hexamethyldis2 iloxane(MM).The chemical structure of ADMPS was char2 acterized by IR and1H NMR.It was applied for the condi2 tioning of100%white cotton.The results showed that when the amino value of ADMPS was increased,the bending rigidi2 ty of the treated cotton decreased and its wrinkle recovery an2 gle increased,which enhanced soft hand feel,the elasticity and the anticrease performance of the treated cotton.As the alkyl value of ADMPS was increased,the softeness,elasticity and the anticrease performance of the treated cotton declined a little,and the whiteness and wettability unchanged.The re2 sults showed that at similar amino content,the wettability and smoothness of cotton treated with ADMPS(alkane value 013mmol/g)was better than that with N2β2aminoethyl2γ2 aminopropylpolydimethylsiloxanes(ASO21),the whiteness of treated cotton fabric was as the same as that treated by ASO2 1,whereas the softness and wrinkle recovery angle of the cot2 ton treated with ASO21was better than that treated with ADMPS.K eyw ords:N2β2qae2γ2diethylaminopropylmethyldimethoxy silane,polysiloxanes,amino silicone fluid,dodecyl polysilox2 anes,textile,softening agent
Analysis of methylchlorosilicanes&phenylchlorosilicanes by G C&G C2MS with micro2column.J IAN G K e2zhi,N I Y ong,J IAN G Jian2xiong,Q IU Hua2yu,WU Ji2rong,LAI Guo2qiao(K ey Lab of Organosilicon Chemistry and Material Technology of Ministry of Education,Hangzhou Teachers College,Hangzhou310012,Zhejiang).Y oujigui Cailiao, 2007,21(1):41243.
Abstract:The complete separation of chlorsilane mixture of phenyltrichlorosilane,dimethyldichlorosilane,methyl2 trichlorosilane and methyl phenyldichlorosilicane were realized with BN2200ms micro2column,which was confirmed by GC2 MS.
K eyw ords:phenyltrichlorosilane,dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane,methyl phenyldichlorosilicane,micro2 column,GC2MS,GC
The latest application development of polysiloxane modif ied polyurethane.CHEN Xue2juan,ZHU Jie,HUAN G Shi2 qiang(Faculty of Material Science and Engineering,Hubei University,Wuhan430062,Hubei).Y oujigui Cailiao, 2007,21(1):44247.
Abstract:The latest research and application development of polysiloxane modified polyurethane in the field of polymer di2 electric,biomedicine and membranes materials etc were re2 viewed.
K eyw ords:polysiloxane,polyurethane
R esearch progress in synthesis of1,1,1,3,5,5,52hep2 tamethyltrisiloxane.WU Lu2yan,ZHAN Xiao2li,CHEN Feng2qiu(UN ILAB Research Center of Chemical Reaction Engineering,Zhejiang University,Hangzhou310027,Zhe2 jiang).Y oujigui Cailiao,2007,21(1):48252. Abstract:The synthesis methods of1,1,1,3,5,5,52hep2 tamethyltrisiloxane(MD H M)were reviewed.Then the reac2 tion mechanism of hydrolysis and condensation polymerization of methylchlorosilane was analyzed.In the end,future direc2 tion of preparation of MD H M in the future was pointed out. K eyw ords:heptamethyltrisiloxane,methylchlorosilanes,hy2 drolyzation,condensation
The blending technology of mixed silicone Rubber(VII). HUAN G Wen2run(Chenguang Research Institute of Chem2 istry Industry,China Bluestar,Chengdu610041,Sichuan). Y oujigui Cailiao,2007,21(1):53257.
Abstract:The blending technology of four types of silicone rubber compound for automobile,i. e.axial seal and con2 necting shaft protective casing,gaskets for engine system and waterproof connector,were introduced
K eyw ords:silicone rubber,automobile,axial seal,gasket, oil resistivity,fatigue resistance,self2lubricity
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聚硅氧烷
有机硅阻燃剂的应用 有机硅阻燃剂是一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、耐热性能等。因此，作为阻燃剂的后起之秀，从20世纪80年代开始得到迅速发展。目前，有机硅阻燃剂的应用主要有一下几个方面：1. 聚硅氧烷 1.1线型聚硅氧烷 1981 年，Kamber等发表了聚二甲基硅氧烷( PDMS)与聚碳酸酯共混，可使聚碳酸酯( PC) 阻燃性提高的研究报告。但聚二甲基硅氧烷本身阻燃效果并不好，为提高其阻燃性，在其结构中引入一些反应性官能团，如端羟基、氨基或环氧基等。日本Mitsubishi Gas Chemical公司在使用羟苯基烷基封端的聚二甲基硅氧烷制备有机硅阻燃剂方面作了大量工作，合成了一系列含聚硅氧烷链段的阻燃剂，并申请了多项专利。美国Dow Corning 公司开发并已商品化的“ D. C. RM 系列”阻燃剂，包括不具反应性的RM4-7105、带有环氧基RM4-7501、甲基丙烯酸酯基RM4-7081 和氨基RM1- 9641。在适用的塑料中添加0.1%~ 1.0%的阻燃剂就可改善加工性；添加1% ~ 8%，即可得到发烟量、放热量、CO 产生量均低的阻燃性塑料。Wang 等合成了一种环氧单体-三缩水环氧苯基硅烷( TGPS)，将TGPS与环氧树脂Epon828 以不同比例相混合，采用4, 4- 二氨基二苯甲烷( DDM) 进行固化处理，环氧树脂的极限氧指数(LOI) 随着TGPS含量的增加而提高，并且由于硅的引入使得炭层的热稳定性得到有效地改善，在高于700℃时，就不再发生因炭层氧化而失重，在空气中的成炭率达到31. 9%。Fujiki等研究的阻燃性有机硅树脂，包括二甲基乙烯基硅基封端的聚二甲基硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷等，通过交联反应制成透明制品，适用于集成电路和混合集成电路中的保护材料。Masato shi、Shin在研究中发现，在硅氧烷分子链中端基含有甲基、苯基、羟基、乙烯基时，其中端基为甲基苯基的支化的硅氧烷对聚碳酸酯( PC)的阻燃效果最好，阻燃级别达到UL94V-0 级。周文君等人以苯基甲氧基硅烷和甲基甲氧基硅烷为原料，制备了硅树脂阻燃剂，并研究其在PC中的应用。在PC 中添加质量分数为5%的该硅树脂就能使其燃烧氧指数从26.0 %提高到34.0 %。李晓俊等人也采用甲基苯基硅树脂对PC进行阻燃改性，使其阻燃等级由UL
含氟硅氧烷改性聚氨酯的合成及表面性能
含氟硅氧烷改性聚氨酯的合成及表面性能* 罗振寰，黄自华，宋传江 (株洲时代新材料科技股份有限公司，株洲 412007) 摘要：以单端含两个羟烃基的聚三氟丙基硅氧烷（PMTFPS）为软段，聚己内酯（PCL）为混合软段，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料合成了一系列侧链接枝型含氟硅氧烷改性聚氨酯，并通过静态接触角、XPS、AFM等分析手段对其进行了测试表征。结果表明：含氟硅氧烷能有效降低聚氨酯的表面能，加入少量的硅氧烷，便可使得其水接触角达到110°；含氟链段在表面形成了明显的富集，表面为单一氟硅链段富集层，并无出现聚氨酯常见的软硬段微相分离形貌。 关键词：聚氨酯；含氟硅氧烷；表面性能；微相分离 中图分类号：O631.1）文献标识码：A 1 引言 聚氨酯( PU) 具有优良的耐磨性能、韧性、耐疲劳性,是一类用途广泛的工程材料. 然而其表面性能、耐老化性、耐沾污性不好,限制了它的进一步应用[1]。 将有机硅、有机氟功能链段引入其它高分子结构中，因在分子中引入了键能较大的Si-O键和C-F键，可以赋予产品极低的摩擦系数，良好的湿润渗透性，耐候性，憎水和憎油性，并有优良的电气性能等；所形成的涂膜有着耐腐蚀，自洁性等优良特性，在高层建筑，汽车，机电设备等装饰和防腐领域有着独特的优势[2-6]。 本文在聚氨酯软段中同时引入氟、硅元素，用1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3’, 3’, 3’-三氟丙基)环三硅氧烷(F )开环得到聚三氟丙基甲基硅氧烷（PMTFPS），采用 3 *基金项目：国家自然科学基金资助项目（20576117） 收到初稿日期：2008-11-20 通讯作者：罗振寰 作者简介：罗振寰(1983?)，男，江西余干人，博士，从事功能高分子材料合成及性能研究。
水性聚氨酯
水性聚氨酯 引言 为了减少涂料对环境的污染和对消费者健康的损害, 许多国家对溶剂型涂料的限制越来越严格, 从而使涂料由溶剂型向水基型的转变成为必然。早在2005 年我国就已开始控制新的溶剂型涂料生产企业的审批, 到2008 年将对溶剂型涂料的生产和销售实行控制。低污染涂料的发展方向有水性化、高固体分化和粉末化三种。与其他两种涂料相比, 水性涂料因为具有来源方便、易于净化、成本低、黏度低、良好的涂布适应性、无毒性、无刺激及不燃性等特点, 已成为环境友好型涂料的主要发展方向。 一、水性聚氨酯涂料的性能 聚氨酯( PU) 涂料是涂料业中增长速度最快的品种之一。水性聚氨酯( WPU) 涂料是以水性聚氨酯树脂为基础, 以水为分散介质配制的涂料, 除具有水性涂料的特点以外, 它还有以下突出的优点: 1)涂膜对塑料、木材、金属及混凝土等表面的附着力好, 抗磨性、耐冲击性好。脂肪族聚氨酯水性涂料的户外耐久性好, 综合性能接近溶剂型聚氨酯涂料 2) 和其他乳胶涂料相比, 其低温成膜性好, 不需要成膜助剂, 也不需要外加增塑剂、乳化剂或分散剂。 3) 容易通过交联反应进行改性, 可提高耐溶剂性和抗化学性, 改进耐水性, 对颜料( 包括金属颜料) 有良好的适应性, 也可提供高光泽
涂膜。所含羟基可以适用一些交联剂和固化剂, 可进一步改进涂膜性能。 4) PU 分子具有可裁剪性, 结合新的合成和交联技术可有效控制涂料的组成和结构, 为改进其性能提供了更多的途径。WPU 诸多的优点, 使其成为目前发展最快的涂料品种之一。 2 水性聚氨酯涂料的研究进展WPU 分为单组分和双组分。单组分WPU 涂料聚合物的对分子质量较大, 成膜过程中一般不发生交联反应, 具有施工方便的优点; 双组分WPU涂料由含羟基的水性树脂和含异氰酸酯基的固化剂组成, 施工前将两者混合, 成膜过程中发生交联反应, 涂膜性能好。由于在水性聚氨酯分子中引入了亲水基团, 所以耐水性、耐溶剂性和耐候性等较差是WPU 涂料存在的主要问题, 为此, 近几年来国内外学者对WPU 的改性进行了大量研究, 并取得了很大进展。 2. 1. 1 制备方法 单组分聚氨酯水分散体涂料的制备方法通常有强制乳化法和自乳化法。强制乳化法是将PU 预聚物缓慢加入到含乳化剂的水中, 形成粗粒乳液, 再送入均化器形成粒径适当的乳液。该法制备的PU 乳液胶体稳定性较差, 一般适用于材料的表面处理。PU 乳液涂料的制备多采用聚合物自乳化法, 即在聚合物链上引入适量的亲水基团, 在一定条件下自发分散形成乳液[11]的方法。 2. 1. 2 交联改性
聚氨酯的合成工艺
改性水性聚氨酯涂料的合成工艺 引言： 随着人们环保意识的增强，人们对自身的生活环境越来越关注，传统的溶剂型聚氨酯胶粘剂有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点,而水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点，而水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、VOC 含量低等优点，它是以水为分散介质的二元胶体体系，符合目前化工环保的要求，因此日益受到人们的关注。然而，一般的聚氨酯乳液固含量低，胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，对水性聚氨酯乳液进行适当的改性后能更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围。在各种改性方法中，最引人注目的是聚氨酯/聚丙烯酸改性(PUA) 复合乳液的研究。PUA 改性树脂将两种材料的最佳性能融合于一体，可制备出高固含量的水性树脂，降低加工能耗，提高生产率，其胶膜柔软、耐磨、耐湿擦、耐水解性能优异。PUA 的研制方法有共混复合、共聚复合、核－壳乳液聚合法和PUA 互穿网络乳液聚合法4 种。其中用环氧树脂E-44 和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯，丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA 发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，HEA 为核壳之间桥连的核壳交联型PUA 复合乳液。这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强，丙烯酸酯的耐水和耐候性好，环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。实验研究结果表明：随着环氧树脂E-44 和MMA 添加量增大，胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高，胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低，当环氧E-44 含量为4%，MMA含量为20%~30%时综合性能较好。改性后的聚氨酯在下几种用途时有杰出的综合效果：水性聚氨酯木器涂料，水性聚氨酯织物涂料，建筑防水涂料，水性聚氨酯防腐涂料，水性聚氨酯汽车涂料，功能性水性聚氨酯涂料。共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1) 聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；(2) 先合成聚氨酯聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(3) 2种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(4) 合成带C═C双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到聚氨酯丙烯酸酯共聚乳。 聚氨酯的合成工艺： 1.1 主要原材料准备和精制 异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业品;聚醚多元醇（N220，相对分子质量为2000），工业品；蓖麻油（C.O），分析纯；1，4- 丁二醇（BDO），工业品；三羟甲基丙烷（TMP），试剂级；环氧树脂E- 20，工业品；二羟甲基丙酸（DMPA），工业品；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业品；N- 甲基吡咯烷酮（NMP），工业品；三乙胺（TEA）、乙二胺（EDA）、丙酮，分析纯，使用前用4A 分子筛干燥处理；偶氮二异丁腈（AIBN），化学纯；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），分析纯；成膜助剂、流平剂、增稠剂，均为工业品。 1.2光引发剂 作为光固化材料的重要组成部分，光引发剂的作用是吸收一定波长的光能后产生活泼自由基或阳离子，引发或催化相应的单体或预聚物的聚合。在紫外光固化体系中，光引发剂在吸收适当光能后，发生光物理过程至某一激发态，若此时的能量大于键断裂所需的能量，就能产生初级活性种，如自由基或离子，从而引发聚合反应。自由基引发剂有安息香类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等，在空气中受O 2 的阻聚作用而影响固化速度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系，可抑制O 2 的阻聚作用，提高固化速度。另外，大分子光引发剂分为侧链夺氢型和主链裂解型。二苯甲酮、硫杂蒽酮等光活性芳酮作为侧基接到大分子链上可制得侧链夺氢型大分子光引发剂；主链裂解型不多见，以苯偶姻醚聚碳酸酯为代表，利用这类光引发剂可以合成嵌段共聚物，以获得性能更加平衡或
聚醚改性硅油
聚醚改性硅油 聚醚改性硅油（简称聚醚硅油），是由性能差别很大的聚醚链段和聚硅氧烷链段，通过化学键连接而成。亲水性的聚醚链段赋予其水溶性，疏液、疏水性的聚二甲基硅氧烷链段赋予其低表面张力。因此，作为表面活性剂、有机类产品无法与其比拟，纯硅氧烷也相形见拙。聚醚硅油已广泛用作聚氨酯泡沫匀泡剂，乳化剂，个人保护用品原料，涂料流平剂，织物亲水、防静电及柔软整理剂，自乳化消泡剂及玻璃防雾剂等，并已形成改性硅油中产量最大的一个品种。 而聚醚链段与硅氧烷链段之间的连接又有两种方式，即通过Si ‐O ‐C 键或Si ‐C 键连接，前者不稳定，易被水解，故也成为水解型；后者对水稳定，也称非水解型。市售聚醚硅油的主要类型有以下5中。 (1) SiOC 类主链型 Me 3Si ‐O(Me 2SiO)m (C 2H 4O)a (C 3H 6O)b R （R 为H 、烷基、酰氧基，下同） (2) SiOC 类侧链型 Me 3SiO(Me 2SiO)m (MeSiO)n SiMe 3 2H 4O)a (C 3H 6O)b R (3) SiC 类侧链型 Me 3SiO(Me 2SiO)m (MeSiO)n SiMe 3 C 3H 6O(C 2H 4O)a (C 3H 6O)b R (4) SiC 类两端型 R(OC 3H 6)b (OC 2H 4)a OH 6C 3(Me 2SiO)n SiMe 2C 3H 6(C 2H 4O)a (C 3H 6O)b R (5) SiC 类单端型 R(OC 3H 6)b (OC 2H 4)a OH 6C 3(Me 2SiO)n SiMe 3 其中，SiC 类产品占据市场的主导地位。聚醚硅油的主要制法有两种。 (1) 缩合法制SiOC 聚醚硅油 即由含羟基的聚醚与含SiOR 、SiH 或SiNH2的硅氧烷通过 缩合反应而得，反应式如下（PE 表示聚醚）。 ≡SiOEt + HO ‐PE → ≡Si ‐O ‐PE + EtOH ≡SiOH + HO ‐PE → ≡Si ‐O ‐PE + H 2 ≡SiNH 2 + HO ‐PE → ≡Si ‐O ‐PE + NH 3 (2) 氢硅化法制SiC 型聚醚硅油 即由氢硅油与含链烯基的聚醚通过铂催化加成反应而 得。 ≡SiH + CH 2=CHCH 2O ‐PE → ≡SiC 3H 6OPE 甲基含氢硅油和含链烯基聚醚是制取聚醚改性硅油的主要原料，甲基含氢硅油的制法不再赘述。单端烯丙基的环氧乙烷与环氧丙烷共聚醚，是聚醚改性硅油的主要原料，通常由烯丙基醇作起始剂，在碱催化剂存在下环氧乙烷与环氧丙烷在高压釜中聚合反应制得，制得的单端烯丙基聚醚分子的另一端为羟基。如在500ml 不锈钢高压反应釜中，按计量加入烯丙基醇、KOH 、封闭反应釜，冲氮气，搅拌下加热至110°C ，按计量加入的环氧丙烷和环氧乙烷。在反应中，控制温度<125°C ，维持压力<0.5MPa 。当系统压力降至0.15MPa 时，降温，放空，在60~70°C 搅拌下抽真空，并通入氮气除去小分子。用酸性白土进行后处理，过滤，制得烯丙基嵌段共聚醚。 单端烯丙基聚醚在空气中受热或长期存放中很容易产生过氧化不纯物。这种过氧化不纯物会影响加成反应的反应速率和转化率，在使用前可以用抗坏血酸及其衍生物、柠檬酸及其衍生物进行分解处理。 此外，还可由含SiC 3H 6NH 2的硅油与含CH 2‐CHCH 2O 的聚醚出发，通过氨基与环氧基加成而 O ╱ ╲ Pt
氨基改性聚硅氧烷及其微乳液的研制
氨基改性聚硅氧烷及其微乳液的研制 ?类别： 纺织印染 ?作者： 王绪荣 ?关键词： 氨基改性聚硅氧烷,微乳液,八甲基环四硅氧烷,N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷,柔软，织物 ?【内容】 ?氨基改性聚硅氧烷包括氨基改性硅油和氨基改性有机硅弹性体。氨基改性 )或聚硅氧烷的合成路线主要有3条:一是以氨基硅烷偶联剂、八甲基环四硅氧烷(D 4 DMC、或羟基封端的低摩尔质量聚硅氧烷(低聚体)为原料,在催化剂存在下进行开环聚合反应;二是以含氢硅油与含不饱和键的胺基化合物在铂催化剂存在下进行加成反应;三是以环氧改性硅油与有机胺反应。 (或DMC)或低聚体为原料合成氨基改性聚硅氧烷的方法以氨基硅烷偶联剂与D 4 分为本体聚合法和乳液聚合法。本体聚合法是环体或低聚体直接在催化剂作用下开环聚合成氨基改性聚硅氧烷;该法的特点是反应釜利用系数高,生产效率高,但摩尔质量很大的产品乳化较困难。乳液聚合法以水为分散介质,以表面活性剂为乳化剂,在催化剂存在下,使环体在乳化剂形成的胶束中聚合成乳液型氨基改性聚硅氧烷;该法的特点是低温安全,聚硅氧烷的摩尔质量可以达到几十万以上,而乳液粘度并不高,使用方便。 本所以本体聚合法合成了氨基改性聚硅氧烷,再用非离子型表面活性剂将其乳化成非离子型微乳液或乳液;同时,以乳液聚合法合成了阳离子型氨基改性聚硅氧烷微乳液。 1实验 1.1 主要原料 (或DMC):工业级,进口或国产;氨基硅烷偶联剂:纯度大于95%,南京、杭州;六 D 4 甲基二硅氧烷(MM):工业级,进口;阳离子型表面活性剂:工业级,苏州、南通;非离子型表面活性剂:工业级,海安;氢氧化钾:CP,进口或国产;酸:工业级,南通。 1.2 本体聚合工艺
硅烷改性聚氨酯密封胶与PC粘接性的研究
第28卷第11期 2016年11月化学研究与应用^ Chemical Research and Application Vol.28,No. 11 Nov. ,2016 文章编号：1004-1656(2016) 11-1654-03 硅烷改性聚氨酯密封胶与PC粘接性的研究 毛俊轩'潘林，熊婷 (成都硅宝科技股份有限公司，四川成都610〇41) 摘要:硅烷改性聚氨酯材料兼具有机硅材料良好的耐温、耐候性和聚氨酯材料优异的机械性能，得到越来越普 遍的应用。本文使用自制硅烷改性聚氨酯密封胶，考察了硅院偶联剂种类及用量和催化剂用量对硅烷改性聚 氨酯密封胶与PC粘接性的影响。结果表明，硅烷偶联剂可促进硅烷改性聚氨酯密封胶与PC的粘接，其中，脲基硅烷偶联剂增粘效果较明显;催化剂用量越大，硅烷改性聚氨酯密封胶表干时间越短，当催化剂用量达到 0.8V时，出现粘接破坏，且随着催化剂用量的逐渐增大，与PC粘接性逐渐变差。 关键词:硅烷改性聚氨酯;密封胶;PC;粘接;脲基硅院偶联剂 中图分类号=0634.41文献标志码:A Study of adhesion effect between silylated polyurethane sealant with polycarbonate M A O J u n x u a n,P A N L in,X IO N G T in g (C h e n g d u G u i b a o S c i e n c e&T e c h n o l o g y C O.L T D.C h e n g d u,S i c h u a n,610041,C h i n a) Abstract ： S i l y l a t e d p o l y u r e t h a n e (S P U)m a t e r i a l i s w i d e l y u s e d b e c a u s e i t h a s b o t h t h e r m o s t a b i l i t y, w e a t h e r r e s i s t a n c e f r o m s i l i c o n e m a t e r i a l a n d e x c e l l e n t m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s f r o m p o l y u r e t h a n e m a t e r i a l.T h e e f f e c t o f s i l a n e c o u p l i n g a g e n t t y p e s a n d d o s a g e s, c a t a-l y s t d o s a g e s o n t h e a d h e s i o n b e t w e e n S P U s e a l a n t w h i c h w a s m a d e b y o u r s e l v e s a n d p o l y c a r b o n a t e w a s s t u d i e d.T h e r e s u l t i n d i c a t e d t h a t s i l a n e c o u p l i n g a g e n t s c a n p r o m o t e t h e a d h e s i v e p r o p e r t y o f S P U s e a l a n t t o p o l y c a r b o n a t e a n d t h e u r e i d o s i l a n e c o u p l i n g a g e n t p r o m o t e d i t b e s t t h e r e i n.T h e c u r i n g t i m e o f S P U s e a l a n t g r a d u a l l y d e c r e a s e d w i t h t h e i n c r e a s e o f c a t a l y s t.T h e b o n d i n g d e s t r u c t i o n a p p e a r e d a s t h e a m o u n t o f c a t a l y s t r e a c h e d0.S%c.T h e a d h e s i o n b e t w e e n t w o s i d e s g r a d u a l l y d e t e r i o r a t e d w i t h t h e i n c r e a s e o f c a t a-l y s t. Key words ：s i l y l a t e d p o l y u r e t h a n e, s e a l a n t, p o l y c a r b o n a t e, a d h e s i o n, u r e i d o s i l a n e c o u p l i n g a g e n t 硅烷改性聚氨酯材料不仅具有良好的耐温及 耐候性能，而且具有优异的机械性能[1_4],近年来 被广泛应用于制备高性能的室温硫化密封胶[5]。 硅烷偶联剂对胶粘剂与基材的粘接性有显著 改善[6]。本文使用自制的硅烷改性聚氨酯（S P U)以及偶联剂7_脲丙基三甲氧基硅烷，考察了偶联 剂种类与用量、催化剂用量对硅烷改性聚氨酯密 封胶与聚碳酸醋（P C)粘接性的影响，对硅烷改性聚氨酯密封胶在P C粘接领域的应用进行探索。1实验部分 1.1主要原材料及试剂 聚醚多元醇（P P G-2000)，工业级，陶氏化学; 二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（M D I)，工业级，烟台 万华;炭黑（R aven 2000)，美国哥伦比亚公司；气 收稿日期=2016-06-23修回日期=2016-09-19 联系人简介:毛俊轩（1986-)，男，硕士，研究方向：防腐耐酸弹性密封胶的研制，E m a i l:m j x l9868@163.C〇m
水性聚氨酯涂料doc
水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 学院：材料与化工学院 专业：高分子材料与工程 班级：110311班 姓名：李辽辽 学号：110311122 水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 李辽辽 （班级：11班学号：110311122） 摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用 关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用 0引言 聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。 2水性聚氨酯涂料的特点与分类 2.1水性聚氨酯涂料的特点[1] 水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。 2.2水性聚氨酯涂料的分类 目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 2.2.1单组分水性聚氨酯涂料 单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：a.热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。b.含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。c.室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件，不能采用加热的方式交联，必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯
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
改性聚硅氧烷在上光剂中的应用
改性聚硅氧烷在上光剂中的应用关键词：上光剂、聚硅氧烷、改性聚硅氧烷 摘要：本文简单介绍了上光剂的发展背景、原理简介，重点介绍有机硅中改性聚硅氧烷在上光剂中的应用，分别介绍了氨基改性聚硅氧烷、烷基改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷的原理及方法。 1上光剂简介 1.1上光剂发展背景 至今为止,去污上光剂已有数百年的发展历史了,早在12世纪末,欧洲人就将熔化蜂蜡涂抹在地板上,然后靠人力将地板擦亮。后来有人把蜂蜡熔化在松节油里,制成柔软的油膏体,使用时将膏体倒在地板上,再用布擦拭,将地板擦亮。到了16世纪末,人们发现了加洛巴蜡,即巴西棕搁蜡,该蜡硬度大,熔点高,将其涂于物体表面上,得到的蜡膜光亮度和耐靡性能好,蜡膜滑爽而无粘性,在上光剂中加进加洛巴蜡后.质量显著提高。直到今天,蜂蜡和巴西棕搁蜡仍是人们制造皮革上光剂、汽车上光剂及家俱上光剂的首选原料。随着科学技术的不断发展·各国相继开发出石蜡、蒙旦蜡、OP蜡、赫西斯特蜡等多种蜡原料,极大地推进了上光剂的进展。在石油化学工业高速发展的今天,人们在上光剂的开发研究中.可以任意选择上光剂的原料。在上光剂配方中,除把蜡作为主要原料外,还将二甲基硅油、白油等做为主要上光成分。此外,在上光剂中还加进石油溶剂、乳化剂、去污剂、抗氧化剂、防腐剂、防锈剂、抗紫外线吸收剂等成分,使上光剂的质量再上一个新台阶,使其用途更加广泛。 去污上光剂系指用于车辆(汽车、摩托车、自行车等)和家用设备(如冰箱、洗衣机、各种家用电器及家具、地板等)的漆膜及电镀层表面去污、上光及保护的一种乳白色或透明状溶液。长期以来,人们一直采用传统的擦拭方法对物体表面进行去污上光,即首先对需要擦拭的物体表面进行去清水冲洗,用布擦拭,然后用上光蜡在其表面上打蜡,经日晒后抛光,整个擦拭工序需逐一进行。该方法不但消耗大量的清水,而且增加人们的劳动强度。 去污上光剂的问世则改变了人们传统的擦拭方法。由于去污上光剂集清洁
硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路线讨论
硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路线讨论（一） 硅烷改性聚氨酯（SPUR）和硅烷改性聚醚（MS）有什么区别？这个问题，实际上很难回到；按照迈图的讲法，在长链中，有氨基甲酸酯集团（聚氨酯基团）的，就是SPUR；而长链中，没有聚氨酯基团的，一般称为硅烷改性聚醚；但是，笔者用拜耳的ACCLAIM 12200N 聚醚，加迈图的A-LINK25做过一次实验，发现，这样出来的产品；粘度和KANEKA的硅烷改性聚醚，应该比较接近，甚至更低；但是，力学性能，实在无法和KANEKA的MS相提并论。 从这一点，笔者开始对硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚的合成路线，进行研究；首先是市场上现有的产品而言；迈图，拜耳主要是生产SPUR，而钟渊和瓦克，生产硅烷改性聚醚；但是，这几家厂商的产品，还是有一些本质的区别的； 首先是迈图，从1050和1015的粘度来看，我敢负责的讲，肯定是用端羟基的产品接枝上硅烷的合成路线；所以，迈图要讲，长链中有聚氨酯基团，就是硅烷改性聚氨酯；但是，为什么迈图要强调自己是硅烷改性聚氨酯呢？ 拜耳的2458，从粘度上来看，是典型的硅烷改性聚氨酯产品，应该是用拜耳的聚醚加上异氰酸酯，然后用仲胺基硅烷来进行封端；这类树脂有点是，有脲键，耐水性能非常好；化学性质也应该比较稳定；缺点也是同样的明显，首先是粘度过大，其次是产品的自催化作用太明显，混合的工艺非常难弄，搞不好就在釜内凝胶（这点在做高模量黑胶是特别明显），实在是不适合国内国情； 钟渊的MS，粘度非常低，树脂的力学性能也非常好，203，303，SAT400，产品的模量配备也非常齐全；生产加工性能也非常好；但是，MS从他们自身的宣传资料上来看，他们一般不突出耐水性能和耐候性能；而且，从钟渊的一些相关产品中，比如MA树脂（MS 和环氧的混合物）的宣传和一些日本厂商的成品中，也没有发现耐水性能的特别宣传；这说明什么问题呢？ 瓦克的STPE，不是很熟悉，从仅有的一些信息来看，力学性能是不如钟渊的，自催化是不适合中国的；价格好像更是贵的有点离谱；就不做评论了。 硅烷改性聚氨酯和硅烷改性聚醚合成路线讨论（二） 讨论完各个厂商的产品后；然后，再讨论一下封端硅烷的类型； 迈图：1050和1015都是那三甲氧基硅烷进行封端，三甲氧基硅烷的优点是反应活性比较高，做出密封胶时的催化剂，用二月桂酸二丁基锡（DBTL），填加量一般在1000份树脂，1到1.5份催化剂左右；但是，树脂本身的反应活性高，就好吗？前面讲过，反应活性高，未必适合中国市场；国内市场的纳米碳酸钙，其他填料的含水率，一般要比国外产品要高，而且不稳定；这样，如果树脂本身的储存期过长；比如半年左右，那在混合的时候，对填料水分的要求就更高；而硅烷改性类密封胶的生产最大优势就是填料的非烘干工艺；这个在国内做1050黑胶的时候，发生釜内凝胶的现象，就会比较多；听说迈图现在在搞三乙氧基的硅烷封端产品，希望他们能尽快搞出来；
有机硅改性水性聚氨酯
有机硅改性水性聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液的研究 李伟,胡剑青,涂伟萍 (华南理工大学化工与能源学院,广州510640) 摘要:以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基丙烯酸甲酯等为原料,合成了水性聚氨酯丙烯酸乳液,加入含侧氨基和不饱和双键的有机硅氧烷进行扩链改性,得到了一系列有机硅改性的聚氨酯丙烯酸乳液。对得到的产物进行了表征,对改性前后的体系涂膜的性能进行了比较,结果表明,用有机硅改性的聚氨酯丙烯酸乳液形成的涂膜接触角更大、附着力更强、具有更好的耐水性,但硬度稍有下降。 关键词:水性聚氨酯;有机硅;接触角;耐水性;柔韧性 0引言 水性聚氨酯(WPU)涂料有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。但是单一的PU乳液存在自增稠差、固含量低、耐水性差、机械强度不如丙烯酸树脂等缺点,且成本较高。而聚丙烯酸酯(PA)乳液在性能上能与聚氨酯乳液形成互补,所以将聚氨酯乳液和聚丙烯酸乳液复合制备水 性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液,兼有聚氨酯和聚丙烯酸酯乳液的优点,有很好的应用前景。有机硅树脂表面能低,耐水性、耐候性以及透气性优良,已经广泛用于聚氨酯改性,采用合适化学方法用有机硅对水性聚氨酯-聚丙烯酸酯进行改性,可以得到有良好耐水性以及力学性能的涂膜。本文在聚氨酯链段上引入了几种有机硅氧烷,对得到的产物进行了表征及性能对比,制得了具有优良耐水性及力学性能的聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液[1-2]。 1实验 1.1原料 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、己内酯二元醇(PCL)(M n=2000):工业品,拜耳公司;1,4-丁二醇(BDO):化学纯,上海凌峰化学试剂公司;二羟甲基丙酸(DMPA):工业品,进口;三羟甲基丙烷(TMP):试剂级,上海试剂一厂;N-甲基吡咯烷酮(NMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)、丙酮:分析纯,湖北大学化工厂;有机硅Z-6011、有机硅Z-6020、有机硅Z-6032:道康宁公司。 1.2合成工艺 1.2.1PU乳液的合成 将聚酯多元醇进行脱水处理后加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的四口烧瓶中,水浴升温到75～80℃后,加入IPDI,开动搅拌反应1.5～2h,后加入1,4-丁二醇,80℃反应1～1.5h,然后降温到70℃加入二羟甲基丙酸(溶于NMP中)和三羟甲基丙烷,反应2～3h,期间注意用丙酮调节黏度,后降温至50℃以下,加入有机硅后再加三乙胺中和15～20min,出料,在高速剪切下于去离子水中乳化分散,加入乙二胺扩链。减压脱去溶剂,最后得到半透明的带蓝光的PU乳液。 1.2.2PUA乳液的合成 将PU乳液、乳化剂、水混合后置于四口烧瓶中,搅拌加入含有引发剂AIBN的BA溶液,预乳化一段时间于80℃聚合3h,再升温至90℃反应1h,降至室温,出料,得到PUA乳液。 1.3乳液的成膜性能测试 (1)耐水性测试[3]:取适量的乳液涂在聚四氟乙烯板上,室温干燥7d成膜,将膜剪成 2cm×2cm的小块,称质量(m0),然后在水中浸泡一定时间,取出后吸干表面上的液体,称质量(m1)。计算膜的吸水率: 吸水率=(m1-m0)/m0×100% 用上海中晨数字技术设备有限公司JC2000C1型静滴接触角测量仪测量接触角; (2)硬度测试:根据GB/T1730—1993,使用QYB型漆膜摆杆硬度计测量; (3)附着力测试:根据GB1720—1979(1989)测量;
对水性聚氨酯的合成、优化及实践论述
对水性聚氨酯的合成、优化及实践论述 发表时间：2019-08-28T13:11:33.453Z 来源：《建筑细部》2018年第29期作者：余渡江 [导读] 本文主要分析了水性聚氨酯的合成以及优化、实践内容，重点分析了水性聚氨酯的合成及优化方法。 余渡江 红宝丽集团股份有限公司江苏南京 210000 摘要：本文主要分析了水性聚氨酯的合成以及优化、实践内容，重点分析了水性聚氨酯的合成及优化方法。通过对于水性聚氨酯的合成、优化以及实践分析，不仅有助于实现水性聚氨酯的改进和优化，而且也推动其性能的完善。通过对水性聚氨酯的研究，力求在实践中不断积累经验，推动其改性研究。 关键词：水性聚氨酯；合成；优化；实践 1 水性聚氨酯合成及优化技术分析 据有关调查显示，我国大多数材料行业对于水性聚氨酯的合成及优化研究是需要结合技术发展水平而展开的。对于水性聚氨酯的合成以及优化技术进行分析，需要从水性聚氨酯的本质出发，实现对其合成过程的掌握基础上的优化分析。下面对于水性聚氨酯对的合成以及优化技术进行详细的分析。 1.1 合成技术分析 在对于水性聚氨酯的合成研究之前，需要对于水性聚氨酯的产生以及作用进行必要的掌握，这有助有后期对具体的合成路径进行必要的分析和掌握，进而帮助合成的完善。具体而言，水性聚氨酯是一种利用聚氨酯粒子来通过一系列的分化实验得出的高分子材料。在水性聚氨酯的应用上也主要倾向于在工业中的多功能应用聚合材料，大多常见于各种施工环境中。由于，水性聚氨酯具有污染性低、安全性高等优点，其在实际应用时可以有效的降低危险和污染程度，由此就导致水性聚氨酯的利用率大大增加。但随着社会的发展，对于水性聚氨酯的应用上也需要针对时代的变化对其合成路径和方法进行必要的研究和分析，实现其技术突破和性能完善。 一般而言，在水性聚氨酯的合成上现阶段的合成方法主要是通过对植物油、松香、淀粉以及纤维素等成分应用到实际的水性聚氨酯制备环节，并在改善水性聚氨酯构造的基础上，实现其性能的完善和合成效果的增加。对于不同的原料进行合成元素分析，其主要内容在于通过掌握原料在水性聚氨酯合成中占据的地位和应用的环节进行针对性试验，对水性聚氨酯进行改性处理和性能的完善。不同原料的应用对于实际的水性聚氨酯合成效果也是有所差异的，具体的差异见表1 表1 不同原料合成水性聚氨酯性能对比 1.2 水性聚氨酯的优化分析 调查显示，对于水性聚氨酯的合成和优化分析技术应用需要结合实际的水性聚氨酯的改性实验而展开，进而更好的达到一定的优化效果。具体而言，在水性聚氨酯的优化上只要是针对上文中提到的各种原料在水性聚氨酯合成的应用，进而在不断丰富水性聚氨酯性能的基础上实现对其性能的优化和相应效果的发挥。在水性聚氨酯的合成中加入上述因素不仅在初步实现了水性聚氨酯的性能优化，而且需要在不断试验的同时完善相应的构成因素分析，控制原料的添加范围和具体效果发挥程度，最终实现对水性聚氨酯的优化分析。 2 水性聚氨酯的实践应用 上面已经对水性聚氨酯的合成以及相应的优化方案进行了大致的分析和基础合成理论介绍，可以发现：在水性聚氨酯的合成及优化上需要结合实际的水性聚氨酯研究内容而展开，进一步丰富水性聚氨酯的相关理论。根据以上信息以及水性聚氨酯在实际材料应用中存在的问题，进而采取针对性措施进行水性聚氨酯性能的优化和研究。下面对于水性聚氨酯在实际中的应用进行分析，为后期的改进奠定基础。在水性聚氨酯的实践应用上，在现阶段的水性聚氨酯的运用中一方面在于通过各种改性研究和具体的改性方法实践来实现对水性聚氨
有机聚硅氧烷的研究进展和现状
有机聚硅氧烷的研究进展和现状摘要：介绍近年来有机聚硅氧烷的研究发展情况。对含有环氧基、乙烯基、氨基和具有嵌段结构等有机聚硅氧烷的合成方法、工艺以及聚合物的结构及物理和化学特性进行了综述。 关键词：聚硅氧烷合成研究进展 有机聚硅氧烷是第一个工业上获得应用的元素高分子，由于有机聚硅氧烷结构特殊，它具有很多优异的物理、化学性能，如耐高低温性能、耐辐射性、耐氧化性、高透气性、耐候性、脱模性、憎水性以及生理惰性等，是高分子材料中性能独特的品种。现已在电工与电子、化工和冶金、建筑、航天、航空、医用材料等几十个领域中得到广泛的应用。 有机聚硅氧烷自40年代商业化以来受到人们的广泛重视，近年来有机聚硅氧烷的发展十分迅速，一系列具有特种官能团(例如环氧基、乙烯基以及氨基等)、特殊结构(嵌段结构)、特种性能的改性聚硅氧烷相继在实验室合成并产业化，在保留了上述有机聚硅氧烷优异性能的同时又赋予其新的性能，包括可以采用低温辐射固化技术进行固化、与有机聚合物中官能团的反应性、对水及醇的相容性、易乳化性、赋予界面活性等。总之，功能性有机聚硅氧烷是一大类正在各种新技术中发挥重大作用并迅速发展的新型高分子材料。 1、聚硅氧烷的发展及应用 1.1 在日用品及化妆品中的应用 早期使用的聚硅氧烷类化合物是聚合度不同的二甲基硅油，主要用于少数化妆品中，增加皮肤的润滑感和抗水性。现在有机聚硅氧烷类化合物已广泛应用于护肤、护发、美容产品及抗汗剂和除臭剂等特殊用品中。人们通过长期大量的生理学、毒理学及遗传学实验，确认部分有机聚硅氧烷化合物安全可靠且性质优良，比如，透光又抗紫外线，生理惰性强，无毒，无异味，又具有良好的表面活性，这些特点使有机聚硅氧烷在化妆品中得到越来越广泛的应用。聚硅氧烷类化合物用于个人护肤产品有很多突出的优点。有人通过与多种常用于个人护理品的成分(凡士林、白油等)比较，得出黏度为315×104(m2/s)的甲基聚硅氧烷，在涂展性、润肤性和柔软性三个方面都是最好的，而且，硅氧烷护肤不会堵塞皮肤表面孔隙，可降低粉刺的产生。
聚有机硅氧烷改性聚氨酯的应用新进展
聚有机硅氧烷改性聚氨酯的应用新进展 陈雪娟,朱 杰,黄世强3 (湖北大学材料科学与工程学院,武汉430062) 摘要:综述了聚有机硅氧烷改性聚氨酯在聚合物电解质基材、生物医学材料、膜材料等新领域的最新研究和应用进展。 关键词:聚硅氧烷,聚氨酯,涂料,电解质,医学材料,膜材料中图分类号:TQ26411+7 文献标识码:A 文章编号:1009-4369(2007)01-0044-04 收稿日期:2006-06-09。 作者简介:陈雪娟(1981-),女,硕士。研究方向为有机硅功能高分子材料。 3联系人,E -mail :huangsq @hubu 1edu 1cn 。 聚有机硅氧烷(PDMS )主链中含有重复的Si —O 键,这种特殊结构使其具有耐热性、耐候 性、耐水性、电绝缘性、低温柔顺性、高透过性、低表面张力及良好的生物相容性等[1-2]。聚有机硅氧烷改性聚氨酯(PDMS/PUR )使聚氨酯(PUR )在保持优良的机械性能(耐磨性、抗撕裂性、抗曲挠性)[3]的同时,还兼具PDMS 的优异性能,被广泛用作涂料、涂饰剂、胶粘剂等;除了在传统的应用领域拓展外,国外的研究者正把目光集中在新的应用领域:如聚合物电解质基材、生物医学材料、膜材料等。 1 用作涂料 涂料是PDMS/PUR 的传统应用领域,技术已比较成熟,目前研究的重点主要集中在以下几个方面。 继续开发具有特殊性能(如耐高温、耐水、耐候、防腐等)、用于特殊场合的新品种。如将PDMS 作为PUR 的混合软段制成的PDMS 嵌段 改性热塑性聚氨酯(PUR -T )和聚脲,可以在提高材料的耐热性的同时,不显著降低其机械性能,是一种很好的耐高温涂料[4]。 开发环保、节能型涂料。随着各国环保法规的确立和环保意识的增强,溶剂型PUR 体系中挥发性有机化合物(VOC )的排放越来越受到限制,人们对水性环保型PDMS/PUR 涂料的开发越来越活跃[5-7]。另一方面,紫外光固化涂料因固化时间短、耗能低,近年来受到研究者的极大关注。紫外光固化PDMS/PUR 涂料主要是 在体系中加入丙烯酸酯作为光交联剂;且聚丙烯 酸酯具有优异的耐光耐候性、较好的耐酸碱盐腐蚀性、极好的柔韧性等,使固化膜的耐热性、耐寒性、耐湿性均优异,可用作涂料,特别是玻璃、石英等含硅表面的涂料[8-11]。 2 用作聚合物电解质的基材 聚合物电解质用于锂离子电池,克服了电池工作中的漏液和体积变化问题;且能充当电池的隔膜,将电池的正极与负极分割开来;形状上可做到薄形化(最薄015mm )、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,符合便携式电子产品小型化、轻量化和薄形化的发展方向;所以应用前景非常好,吸引了大量研究者的关注。目前的研究难点是使聚合物电解质在获得高电导率(室温电导率大于10-3S/cm )的同时,保持良好的机械加工性能和化学稳定性[12]。 PUR -T 因为具有两相结构,硬段在聚合物体系中起到物理交联点的作用,软段中含有能与金属离子发生作用的聚醚或聚酯;所以具有很好的机械性能(高拉伸强度、优良的弹性)和低结晶度,被认为是凝胶聚合物电解质基材的潜在材料[13～15]。聚醚作为聚合物溶液有利于离子的转 综述?专论 有机硅材料,2007,21(1):44～47 SIL ICON E MA TERIAL