抗菌水性聚氨酯研究进展
水性涂料的研究进展
14 化工科技市场 CHEMICAL TECHNOLOCY MARKETG 第29卷第4期 2006年4月
水性涂料的研究进展
庾光忠 (株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412007)
摘要:总结了环境友好的三类绿色涂料:水性聚氨酯涂料、水性环氧树脂涂料和水性紫外光固化涂料的研究进展。 关键词:绿色涂料;水性聚氨酯涂料;水性环氧树脂;水性紫外光固化涂料 中图分类号:TQ630.1 文献标识码:B 文章编号: 随着国民经济的迅速发展,涂料的需求将逐年 增加。但是由于涂料中的有机挥发物(VOC)对大 气的污染,严重损坏了人类的生态环境。为了保护 人类赖以生存的环境,以发达国家为代表的许多国 家对溶剂涂料的限制越来越严格,从而促使涂料向 低污染发展。中国加入WTO以后,涂料的无污染 化显得尤为重要,开发无污染的绿色涂料刻不容缓 的摆在了人们的面前。 绿色涂料即对生态环境不造成危害,对人类健 康不产生负面影响的涂料,也称之为“环境友好涂 料”。从减少VOC排放量的手段考虑,涂料的发展 方向有涂料水性化、高固体分化和粉末化。 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、低成本,低粘度、良好的涂布适应 性、无毒性、无刺激、不燃性等特点,所以现在成为 “环境友好涂料”的主要发展方向。水性涂料一般 包括3种。1)将水溶性的高分子化合物溶解在水 中配制而成,如106涂料是用溶于水的聚乙烯醇配 制而成,但耐水性较差;2)以高分子乳液配制的,我 们通常称为“乳胶漆”,它的性能比第一种有所提 高;3)当今国际流行的水性漆,涂刷以后水分蒸发, 高分子化合物颗粒与特种助剂相互结合形成高附着 力的防水涂膜。 水性涂料的关键是在高分子化合物的分子上引 入亲水性基团,获得水溶性树脂。通常的方法有: 1)成盐法:通过反应将聚合物主链转变成阳离子或 阴离子。如带羧基的聚合物以胺类中和成盐,带氨 基的聚合物以羧基类中和成盐;2)在聚合物中引入 非离子基团,如在聚合物主链或侧链引入羟基;3) 将聚合物转变成两性离子中间体。 水性涂料中最常见的三大类是水溶性紫外光固 化(uV)涂料、水溶性环氧树脂和水溶性聚氨酯涂 料。 l水性聚氨酯 1.1单组份水性聚氨酯涂料 单组分水性聚氨酯涂料是应用最早的水性聚氨 酯涂料,具有很高的断裂延伸率(可达800%)和适 当的强度(20 MPa),并能常温干燥。因为高分子量 聚合物不能形成良好而稳定的水分散体,所以传统 的单组分水性聚氨酯涂料通常是较低的分子量或低 交联度。与溶剂型双组分聚氨酯涂料相比,单组分 水性聚氨酯涂料的耐化学性和耐溶剂性不良,硬度、 表面光泽度和鲜艳性都低。 为了进一步提高水性聚氨酯涂料的机械和耐化 学品性能,可引入反应性基团进行交联,近来将多官 能环乙亚胺作为添加交联剂或双组分水性聚氨酯系 统,是使用分子量叠加以改善水性聚氨酯涂料性能 的典型实例。目前,可选择的交联机制有热活化交 联、uV交联或双组分交联。对于单组分水性聚氨 酯涂料,可选用储存稳定、涂膜性能好的自交联机 制,如自动氧化交联和甲亚胺自交联。 美国Olin公司最近研制出使用尿丁酮作为内 交联剂的新技术。采用该技术能够制得稳定的乳胶 体系,其乳胶颗粒中的聚氨酯骨架中含有尿丁酮基。 控制这种使用内部交联剂技术的辅助交联度的因素 有:1)聚氨酯骨架中尿丁酮的量;2)外加二元胺的 量;3)尿丁酮进入结构中的位置。当过量的二元胺 迁移到乳胶颗粒中,与尿丁酮反应形成缩二脲键时, 能诱发辅助交联反应。这种辅助交联反应发生在乳 胶颗粒内,它增大乳胶颗料中聚氨酯链的分子量而 不影响乳胶的稳定性,
聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用
技术研讨与交流II畫驚器 &扯◎啊蛋虧0◎腮
收稿日期:2018-12-17作者简介:李国遵(1988-),男,硕士,主要从事聚氨酯、聚豚的研发工作,发表多篇论文、专利。E-mail: liguozun@。
聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用
李国遵,高之香,李士学,李建武,陈雨,赵苗
(三友(天津)高分子技术有限公司,天津300211)
摘 要:通过查阅国内外相关文献资料,简要阐述了聚氨酯胶粘剂的性能、结构、合成、改性及应用等相关内容,综
述了聚氨酯胶粘剂目前国内外的研究现状及研究进展,并对聚氨酯胶粘剂的发展做了展望。
关键词:聚氨酯胶粘剂;合成;改性;应用;研究进展
中图分类号:TQ433.4+32 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2019)05-0177-04
随着科学技术的发展,我国胶粘剂工业持续快速发展。
硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯和其他各种胶粘剂广
泛应用于各个领域円。聚氨酯(PU)胶粘剂优异的机械性 能、良好的耐低温性、耐酸碱性、耐油污性和与基材良好粘
合性在众多材料中脱颖而出“。聚氨酯胶粘剂是分子链中含
有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或(和)异氤酸酯基团(-
NCO)的粘合剂。分子链中大量的氨基甲酸酯、基甲酸
酯、缩二和其他基团赋予聚氨酯胶粘剂优异的性能“ 81o
1异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状
聚氨酯胶粘剂的合成是基于异氤酸酯独特的化学性质。
异氤酸酯是分子中含有异氤酸酯基团(-NCO)的化合物, 该基团具有重叠双键排列的高度不饱和键结构,能与各种含
活泼氢的化合物进行反应。在聚氨酯胶粘剂领域,主要使用
含有2个或多个-NCO特征基团的异氤酸酯。根据产品在光 照下是否发生黄变现象将聚氨酯胶粘剂分为通用型异氤酸酯
聚氨酯胶粘剂和耐黄变型异氤酸酯聚氨酯胶粘剂。
1.1通用型异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状
通用氤酸酯,即芳香幅氤酸酯是目前聚珮工业使
用最广泛的异氤酸酯,由于结构中与苯环相连的亚甲基易被氧
可降解抑菌的蓖麻油改性水性聚氨酯复合膜的制备和性能
可降解抑菌的蓖麻油改性水性聚氨酯复合膜的制备和性能
钟吕玲;张良;马霞;杨清翠;曹莉
【摘 要】A degradable antibacterial composite film C.O-WPU/CTS/HEC was
prepared by waterborne polyurethane (WPU), castor oil (C.O), chitosan
(CTS) and hydroxy ethyl cellulose (HEC).The optimal condition of CTS was
1.00% for preparing the composite materials, and the mass ratio of CTS
/HEC was 1∶1.When the C.O content reached 8.33%, the rate of water
absorption was less than 10.00% and the contact angle was up to
99.47°.The antibacterial experimental results show that there are good
bacteriostatic activity and antimicrobial durability for the composite
film.The biodegradation experiment of composite material film indicate
(CO2exp/CO2the)max=56.30% and (wloss)max=74.40% after the
degradation.The surface appearances of the material before and after
degradation suggest that the material is biodegradable.FT-IR was used to
聚氨酯/纳米氧化锌复合材料研究进展
・4・ 聚氨酯工业 P0LYURETHANE INDUSTRY 2010年第25卷第3期 2010.Vo1.25 No.3
聚氨酯/纳米氧化锌复合材料研究进展
李利花
(广东食品药品职业学院 广州510520)
摘要:综述了聚氨酯/纳米氧化锌复合材料的制备方法及研究进展。介绍了纳米氧化锌复合材
料力学性能、抗静电性能、紫外屏蔽性能、耐磨与抗腐蚀性能和阻尼减振性能及应用。指出聚氨酯/
纳米氧化锌复合材料存在的问题及发展方向。 关键词:聚氨酯;纳米氧化锌;复合材料
中图分类号:TQ 328.8 文献标识码:A 文章编号:1005—1902(2010)03—0004—04
聚氨酯(PU)是介于橡胶和塑料之问的高分子 材料,具有可发泡性、弹性、耐磨性、耐低温性和耐溶 剂性等优良性能,广泛应用于泡沫塑料、弹性体材 料、涂料和粘接剂等领域¨ 。但聚氨酯普遍强度不
高,耐热、抗静电等性能差,限制其进一步的应用。 为改善聚氨酯的性能,人们一方面致力于寻找新型
结构的原材料和新配方,另一方面通过醇酸树脂、丙 烯酸酯、环氧树脂及有机硅树脂等高分子聚合物对
其进行改性 。 近年来,在聚氨酯中添加纳米粒子制备高性能
聚氨酯复合材料已成为聚氨酯材料改性领域新的研 究热点。将纳米材料添加到聚氨酯中可以增强其机 械性能、热稳定性等,目前一般添加的纳米材料有蒙
脱土、碳纳米管、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米 三氧化二铝和纳米氧化锌(ZnO)等 J。纳米ZnO
与普通ZnO相比,具有高的化学稳定性、较低的介 电常数、较强的紫外和红外吸收以及催化活性等优 异性能 j。将纳米ZnO添加到聚氨酯中,可制备出
力学性能优异、抗紫外线、抗静电和抗菌等新型功能 复合材料。 作者就近年来纳米ZnO改性聚氨酯复合材料
的制备方法进行了综述,讨论了PU/纳米ZnO复合 材料的增强性能,以期对该领域及其相关学科的基 础研究与应用开发有所帮助。
1 聚氨酯/纳米ZnO复合材料的制备方法
第五十四讲 天然抗菌产物改性聚氨酯研究概述
Exped Seminar I专家讲座
第五十四讲
天然抗菌产物改性聚氨酯研究概述
卢敏王焕杨伟平许戈文 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 合肥 230039
摘要:本文综述了壳聚糖及其衍生物、多酚类及
山梨酸类等天然抗茵型高分子改性的聚氨酯材料,简
要介绍这三种天然产物的抗菌机理及其在聚氨酯中的 应用,并论述各自的优缺点,最后对应用前景进行了
展望。 关键词:抗茵;聚氨酯;壳聚糖;多酚;山梨酸
一、概述 随着科技的进步,高分子材料在医学应用领域得
到广泛的发展。在这些材料中,聚氨酯因其特殊的化 学结构和聚集态结构,良好的物理机械性能、良好的
生物相容性和血液相容性而在成为众多医学产品的理 想选择l】。]。作为生物医用材料,聚氨酯在实际应用和
贮存过程中,极易生长和繁殖细菌,影响材料的使用 性能,威胁人类的健康,严重的可能带来医疗事故,
造成巨大的经济损失 】。因此对聚氨酯材料进行抗菌
方面的改性成为许多研究者的工作重点。
抗菌材料是指通过引入带有抗菌基团的抗菌剂对
材料进行改性,从而使材料具有抑制或杀灭其表面细 菌能力的一类新型功能材料。对抗菌材料的选择主要
有三个方面:无机类,有机类和天然抗菌产物 ]。其
中,天然抗菌产物来源广泛,且无毒无害,在一定条
件下降解性能优异,特别适合于用作生物医用材料。
目前应用较多的天然抗菌产物主要有壳聚糖、植物多 酚类和山梨酸类等。本文主要介绍这三种天然抗菌产
物在聚氨酯抗菌改性方面的应用。
二、壳聚糖及其衍生物
甲壳素为碳水化合物中的含氮多糖,是节肢动物
外壳和真菌细胞壁的主要结构成分,为自然界产量最
大的三大多糖之~【 。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基形成 的衍生物,是天然多糖中唯一的碱性多糖,具有良好
的生物相容性,无免疫原性,无毒无味,可生物降解
和广谱抗菌性等特点,它能够有效地抑制细菌和真菌
的生长和繁殖[8]。然而,壳聚糖在pH>6.0的水中溶解 性差较,并且不溶于大部分有机溶剂,为此,研究人
水性聚氨酯合成、改性及应用前景
- 1 - 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。
水性双组分聚氨酯涂料的研制和发展
水性双组分聚氨酯涂料的研制和发展
水性双组分聚氨酯涂料的研制发展
摘 要
随着环境法规对涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量的限制,高性能与低VOC 含量相结合的双组分水性聚氨酯涂料成为涂料工业发展的趋势。采用三羟甲基丙烷(TMP)为扩链剂合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体多元醇,与多异氰酸酯固化剂组成双组分水性聚氨酯涂料。研究发现双组分涂膜的机械性能和外观是由合成的水性聚氨酯多元醇的扩链剂(TMP)含量、中和度、中和工艺和双组分涂料的配比等决定的。当扩链剂含量为2%~4%,中和度为100%,NCO:
OH=1.0~1.2 时所得双组分水性聚氨酯涂膜外观好、快干、硬度高和施工方便。本文综述了水性双组分聚氨酯涂料的合成、组成、性能和应用研究新进展。讨论了副反应对水性双组分聚氨酯涂料成膜、活化期及涂膜外观等的影响,并指出水性聚氨酯涂料的发展趋势。
关键词:水性聚氨酯涂料;活化期;双组分;应用水性聚氨酯分散体; 双组分;涂料中图分类号:TQ630.1; TQ630.495; O623.734 文献标识码
双组分聚氨酯涂料具有优良的机械性能(涂膜硬度高、附着力强、耐磨性高等),良好的耐化学品性、耐候性和低温成膜性能,广泛应用于工业防护、木器家具和汽车涂饰等方面。随着各国环保法规的健全和人们环保意识的增强,传统溶剂型聚氨酯涂料中的挥发性有机化合物(VOC)的排放量受到愈来愈严格的限制。开发低污染、高性能、多功能的环保型水性涂料成为涂料技术发展的主要方向[1]。水性双组分聚氨酯涂料将溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC排放相结合,成为涂料工业研究的热点[2]。水性双组分聚氨酯涂料是由含NCO 基的低粘度多异氰酸酯固化剂(甲组分)和含OH 基的水性多元醇(乙组分)组成,其涂膜性能主要由乙组分羟基树脂的组成和结构决定的。与溶剂型双组分聚氨酯涂料不同,水性双组分聚氨酯涂料的乙组分必须具有良好的分散性能,能以尽量低的剪切能耗将甲组分很好的分散在水中。通常乙组
电子标签用水性聚氨酯胶粘剂的合成研究进展
28 郭曦等:电子标签用水性聚氨酯胶粘剂的合成研究进展 绝缘材料 2010,43(2)
电子标签用水性聚氨酯胶粘剂的合成研究进展
郭 曦,严 辉,李桢林,范和平
(湖北省化学研究院,武汉430074)
摘要:介绍了水性乳液聚氨酯胶粘剂的合成方法,讨论了几种乳化方式对水性聚氨酯性能的影响;综述了水
性聚氨酯在改性、亲水扩链剂和交联方面的研究进展。 关键词:电子标签;RFID 天线基材;水性聚氨酯乳液;胶粘剂
中图分类号:TM215 文献标志码:A 文章编号:1009—9239(2010)02—0028—05
Synthetic Methods of Aqueous P0lyurethane
Adhesive and Its Application on RFID Inlay
GU0 Xi.YAN Hui,LI Zhen.1in,FAN He.ping
(Hubei Research In stitute 0/、Chemistry,Wuh“ 430074,Chi”Ⅱ) Abstract:Some synthetic methods for preparing aqueous polyurethane dispersion adhesive were de—
scribed,and the influence of several emulsion processes on the properties of aqueous polyurethane was discussed.The research progress of the application of aqueous polyurethane in modifying, hydrophilic chain—extending and cross—linking agent was summarized.Furthermore,the RFID tech—
合成革用水性聚氨酯树脂技术应用现状及未来发展
合成革用水性聚氨酯树脂技术应用现状及未来发展
摘要:
通过对合成革水性聚氨酯的合成、生产应用配制、皮膜的性能进行比较详细的研究,结果表明我们的合成革用水性聚氨酯能在各种性能上达到甚至超过溶剂型树脂。且经济成本更低,更安全环保,它将可以逐渐取代溶剂型聚氨酯树脂。
关键词:
合成革用水性聚氨酯、交联、强度、耐屈挠、热水揉
一、 国内合成革发展及现状
中国聚氨酯合成革的生产真正意义上的开始是1983年山东烟台合成革厂从日本引进聚氨酯合成革的生产技术及设备。但是中国合成革行业真正意义上的发展是在改革开放后实现的,特别是最近十年,合成革行业进入快速发展时期,行业整体平均每年都保持15%-20%的快速增长,无论是生产线的数量还是生产量在世界范围内都处于领先地位,到目前为止中国已成为世界上合成革的生产大国、使用大国。
目前全国共有人造革合成革企业2000多家,上千条生产线,其中规模以上干法生产线有516条,这些PU树脂主要都是以DMF、甲苯、丁酮、乙酸乙酯等为溶剂,这些溶剂的使用具有多方面的危害:
(1)DMF经常接触会导致人体肝功能障碍;甲苯对皮肤粘膜有刺激作用,对中枢神经系统有麻醉作用;丁酮、乙酸乙酯等也都是长期吸入其蒸气会使眼、鼻、喉等粘膜受刺激,而引起炎症;长期接触这些有机溶剂势必影响人体健康。
(2)这些溶剂直接排放或者通过水性排放都会对周边环境造成极大的污染和破坏,进而影响整个地球生态环境。
(3)大多数这些有机溶剂都是易燃易爆的化学品,这样在储存、运输、操作上就存在了一定的安全隐患。
(4)使用有机化学作溶剂造成了资源的很大浪费。虽然现在有少数合成革企业对溶剂进行回收,但也仅仅局限于对干法生产线上部分DMF的回收。
因此,无毒、无污染、节能的水是溶剂最好的替代品,是经济、社会、资源和环境保护协调发展,全球可持续发展的必然趋势。并且,国内至1967年开始研究水性聚氨酯,已经有不少单位开发出一系列的水性聚氨酯产品,其主要在织物涂层、皮革涂饰、涂料、胶粘剂等方面应用。然而,使用水性聚氨酯合成革树脂的正式生产厂家还没有一家,步伐相对比较落后。国外现在已在减少溶剂型聚氨酯浆料的使用量,而水性聚氨酯浆料的使用量则在逐渐上升。一方面是国外比较注重环保,另一方面,国外的水性PU的研究起步较早,水性PU的品种也较多,性能也较好。中国人造革合成革行业推广使用水性聚氨酯是大势所趋。
聚氨酯复合材料的研究进展
聚氨酯复合材料的研究进展
周丰;武春雨
【摘 要】采用纳米填料制备聚合物基复合材料是改善聚氨酯耐老化性能及耐沾污性,拓展其应用领域的一种重要手段。综述了聚氨酯与蒙脱土、石墨烯、碳纳米管、纳米TiO2、高岭土等无机材料制备的复合材料的研究进展。目前,这些复合材料大多停留在实验室研究阶段,应不断改进复合材料生产工艺,降低成本,尽快实现产业化;应解决和控制复合材料制备过程中有关粒子的分散与团聚问题;采用个性定制等方法实现聚氨酯复合材料性能的多功能化等是今后的主要研究方向。%Nano filler is used to prepare polymer based composites,which can
improve the aging and stain resistance of polyurethane and extend its
application. This paper reviews the research progress of the composites
prepared by polyurethane with inorganic materials such as carbon
nanotube,graphene,kaolinite, nano titanic oxide,and montmorillonite. It
needs to improve the manufacturing process,reduce the costs to realize
the industrialization of the materials which are still in laboratory research.
In addition,the dispersion and agglomeration of the particles need to be
controlled during preparation of the composites. Customization is used to
