CN106832882A - 一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液及其制备方法 - Google Patents

一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水性聚氨酯乳液，特别是涉及一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液及其制备方法，所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，由以下重量份的组份组成：二氧化碳共聚物多元醇60份，亲水扩链剂2‑10份，二异氰酸酯20‑60份，催化剂0.01‑1份，非亲水扩链剂2‑10份，有机硅偶联剂KH‑560 0.5‑2份，去离子水100‑300份，扩链交联剂0.5‑4份，聚丙烯酸酯乳液5‑40份。本发明还提供了该高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液的制备方法。本发明提供的水性聚氨酯乳液以二氧化碳共聚物多元醇为基础原料，先通过有机硅偶联剂改性，再与聚丙烯酸酯乳液复合改性制得，具有较高的耐水性和附着力。

Description

一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水性聚氨酯乳液，特别是涉及一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液及其制备方法。
背景技术
聚醚和聚酯多元醇是目前合成水性聚氨酯时主要的多元醇树脂，但是，聚醚型水性聚氨酯胶膜强度低、耐磨型差，耐紫外老化性能也差，而聚酯型水性聚氨酯储存稳定性差，耐水解性差。聚四氢呋喃二醇及聚碳酸亚己酯二醇制备的水性聚氨酯强度高、耐水解、耐候及耐热性好，但是原料成本高。
二氧化碳基共聚物多元醇(PPC)是一种以二氧化碳和环氧丙烷为原料通过反应制得的多元醇，生产成本较低。以PPC为原料制备的水性聚氨酯具有高强度、高硬度、耐磨性，同时耐水解、储存稳定性好。CN104403077A公布了一种水性聚氨酯涂料的制备方法，其采用聚碳酸亚丙酯多元醇和聚醚多元醇复合，制备了水性聚氨酯涂料，其涂层硬度可以达到2H。CN103755911A公开了一种基于该多元醇的环保型水性聚氨酯涂料的制备方法，制得的水性聚氨酯涂料的储存稳定性、耐水解性优于聚酯型，耐磨性、力学强度、附着力优于聚醚型水性聚氨酯涂料。
申请人研究发现，经过丙烯酸改性的PPC型水性聚氨酯表面硬度和耐水性明显提高，吸水率明显下降。然而，这种水性聚氨酯乳液涂覆在玻璃上，浸水2h即发生整体脱落。这表明，这种改性后的聚氨酯乳液在玻璃基材上的使用仍然有较大弊端。因此，开发一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯，解决在一些特殊基材上的应用问题十分必要。
发明内容
本发明第一个目的是针对现有技术的不足提供一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，以二氧化碳共聚物多元醇为基础原料，先通过有机硅改性，再与聚丙烯酸酯乳液复合改性制得，具有较高的耐水性和附着力。
为了实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，包括以下重量份的组分：
二氧化碳共聚物多元醇60份，亲水扩链剂2-10份，二异氰酸酯20-60份，催化剂0.01-1份，非亲水扩链剂2-10份，有机硅偶联剂KH-560 0.5-2份，去离子水100-300份，扩链交联剂0.5-4份，聚丙烯酸酯乳液5-40份。
优选的，所述二氧化碳共聚物多元醇是以二氧化碳为起始原料，在引发剂、催化剂作用下与环氧丙烷共聚合成的；所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000-8000，羟基官能度为2-6，分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.25-0.45。
优选的，所述亲水扩链剂为乙二胺基乙磺酸钠、1,4-丁二醇-2-2磺酸钠、二羟甲基丁酸半酯、二羟甲基丙酸中的任意一种或几种的混合物，所述亲水扩链剂的重量份为2-6份。
优选的，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或两种的混合物，所述二异氰酸酯的重量份为20-30份。
优选的，所述催化剂为辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的任意一种或几种的混合物。
优选的，所述非亲水扩链剂为乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1，6己二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇中的任意一种或几种的混合物，所述非亲水扩链剂的用量为2-10份。
优选的，所述扩链交联剂为二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺、异氟尔酮二胺中的任意一种或几种的混合物，所述扩链交联剂的重量份为2-4份。
优选的，所述聚丙烯酸酯乳液由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸异丁酯中的任意一种或几种的混合物与乳化剂、引发剂、水经乳液聚合反应制得。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液的制备方法，其步骤如下：
(1)在反应器中按比例加入100份的水、0.5-2份乳化剂和0.1-1份引发剂，再加入2-6份丙烯酸酯单体混合物，在70℃聚合反应0.5-1小时，然后再加入50-60份丙烯酸酯单体混合物，聚合反应3.5-5小时，最后升温至85℃，反应1-2小时，冷却至室温得到聚丙烯酸酯乳液；
(2)按配方量称取各组分，将二氧化碳基共聚物多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂、非亲水扩链剂升温至60-100℃，反应1-10h，加入KH-560 0.5-2份，降温到40℃，加入中和剂中和至反应体系的pH值为7，加入去离子水乳化0.1-1h，加入扩链交联剂剂扩链1h，加入步骤(1)得到的聚丙烯酸酯乳液份，高速乳化0.1-1h，得到高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液。
优选地，所述中和剂为三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠、氨水中的任意一种或几种的混合物。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、本发明提供一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其中二氧化碳共聚物多元醇分子内含有大量的碳酸酯键及醚键，这些键使得二氧化碳共聚物多元醇在制备成聚氨酯时，不仅在其分子之间，而且在其和氨基甲酸酯之间均容易形成较强的分子内及分子间氢键，同时侧甲基的存在可有效抑制二氧化碳聚合物多元醇的结晶，使其成为分子内氢键的密度超高，同时又是非晶化合物，制备出的水性聚氨酯无法形成软硬段相分离的海岛结构，导致二氧化碳共聚物多元醇型聚氨酯具有强度高、弹性差的特性，同时，二氧化碳基共聚物多元醇(PPC)型水性聚氨酯乳液在玻璃上成膜过程中，羧基更容易富集亲水性较强的玻璃侧，形成良好的附着。但是在经过水浸后，小分子水进入胶膜与玻璃之间，形成水合层，使得PPC(二氧化碳基共聚物多元醇)型水性聚氨酯涂层与玻璃容易分离。
2、本发明首先使用有机硅偶联剂KH-560改性，KH560水解产生-Si-O-Si-三维交联结构，从而使得胶膜硬度提高。KH560改性后，部分硅氧烷基团水解，生成的Si-OH基团可以与玻璃中的有机硅成分反应，形成较强的化学键，从而提供高的附着力；另外，有机硅极性较弱，改性水性聚氨酯后，形成的胶膜中硅氧烷多处于胶膜的表面，使得胶膜疏水性大幅度提升，降低水对胶膜浸润能力，最终提高胶膜耐水性，在玻璃基材上涂层浸水5天仍然附着良好。
3、再用聚丙烯酸酯对其进行改性，聚丙烯酸酯分子内含有大量的酯键，其能够与二氧化碳共聚物基聚氨酯的软硬段都能形成较强的分子间氢键，产生协同作用，能够明显改善水性聚氨酯乳液的干燥速度、耐水性，胶膜经水浸泡24h后仍为透明，而且少量的聚丙烯酸酯的使用即可达到很好的改性效果，最终胶膜的硬度可以达到2H，产品可以用于水性聚氨酯木器漆，涂料等，具有广阔的市场前景。
4、本发明使用的二氧化碳共聚物多元醇是以二氧化碳为原料制得的，成本比较低廉，规模生产后对环境保护、节能减排均具有重要意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但不构成的对本发明的任何限制。
实施例1。
(1)在反应器中加入100份去离子水，加入1份十二烷基磺酸钠乳化剂，1份过硫酸铵引发剂，再加入甲基丙烯酸甲酯3.84份，丙烯酸正辛酯0.24份，丙烯酸丁酯1.44份，丙烯酸0.24份，丙烯酸羟乙酯0.24份，在70℃聚合反应0.5小时，然后再滴加入甲基丙烯酸甲酯34.56份，丙烯酸正辛酯2.16份，丙烯酸丁酯12.96份，丙烯酸2.16份，丙烯酸羟乙酯2.16份，聚合反应5小时，最后升温至85℃，反应2小时，冷却至室温得到聚丙烯酸酯乳液。
(2)取分子量3000，官能度为2的二氧化碳基共聚物多元醇60份，甲苯二异氰酸酯20份，亲水扩链剂二羟甲基丙酸5份，非亲水扩链剂1，4丁二醇0.5份，辛酸亚锡催化剂0.04份，升温至80℃，反应4h，加入0.5份KH-560，降温到40℃，加入10份丙酮降低粘度，再加入三乙胺中和剂中和至反应体系的pH值为7，加入210份去离子水乳化0.1h，加入0.5份乙二胺扩链1h，得到水性聚氨酯乳液。
(3)取90份步骤(2)得到的水性聚氨酯乳液加入步骤(1)得到的聚丙烯酸酯乳液10份，乳化0.2h，得到聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。
实施例2。
取80份实施例1制备的水性聚氨酯乳液，加入20份实施例1制备的丙烯酸酯乳液，高速乳化1h，得到聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。
实施例3。
(1)在反应器中加入100份去离子水，加入1份十二烷基磺酸钠乳化剂，0.5份过硫酸铵引发剂，再加入甲基丙烯酸甲酯2.88份，丙烯酸正辛酯0.07份，丙烯酸丁酯0.35份，丙烯酸0.18份，丙烯酸羟乙酯0.07份，甲基丙烯酸羟乙酯0.18份，甲基丙烯酸羟丙酯0.18份，在70℃聚合反应1小时，然后再滴加入甲基丙烯酸甲酯28.9份，丙烯酸正辛酯0.65份，丙烯酸丁酯3.2份，丙烯酸1.6份，丙烯酸羟乙酯0.65份，甲基丙烯酸羟乙酯1.68份，甲基丙烯酸羟丙酯1.68份，聚合反应5小时，最后升温至85℃，反应1-2小时，冷却至室温得到聚丙烯酸酯乳液。
(2)取分子量3000，官能度为2的二氧化碳基共聚物多元醇60份，甲苯二异氰酸酯30份，亲水扩链剂二羟甲基丙酸5份，非亲水扩链剂二乙二醇4份，辛酸亚锡催化剂0.04份，升温至80℃，反应4h，加入1份KH-560，降温到40℃，加入30份丙酮降低粘度，再加入三乙胺中和剂中和至反应体系的pH值为7，加入300份去离子水乳化0.1h，加入1份乙二胺扩链1h，得到水性聚氨酯乳液。
(3)取30份步骤(1)得到的聚丙烯酸酯乳液加入70份步骤(2)得到的水性聚氨酯乳液，高速乳化1h，得到聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。
实施例4。
(1)取分子量3000，官能度为2的二氧化碳基共聚物多元醇60份，甲苯二异氰酸酯60份，亲水扩链剂二羟甲基丙酸10份，非亲水扩链剂1，6-己二醇10份，辛酸亚锡催化剂0.1份，升温至80℃，反应4h，加入1份KH-560，降温到40℃，加入80份丙酮降低粘度，再加入三乙胺中和剂中和至反应体系的pH值为7，加入300份去离子水乳化0.1h，加入2份乙二胺扩链1h，得到水性聚氨酯乳液。
(2)取95份步骤(2)得到的水性聚氨酯乳液，加入5份实施例1得到的聚丙烯酸酯乳液，高速乳化1h，得到聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。
实施例5。
(1)取分子量2500，官能度为2的二氧化碳基共聚物多元醇60份，甲苯二异氰酸酯25份，亲水扩链剂二羟甲基丙酸6份，非亲水扩链剂1，6-己二醇2份，辛酸亚锡催化剂0.1份，升温至80℃，反应4h，加入2份KH-560，降温到40℃，加入40份丙酮降低粘度，再加入三乙胺中和剂中和至反应体系的pH值为7，加入250份去离子水乳化0.1h，加入1份乙二胺扩链1h，得到水性聚氨酯乳液。
(2)取60份步骤(2)得到的水性聚氨酯乳液，加入40份实施例1得到的聚丙烯酸酯乳液，高速乳化0.8h，得到聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。
将一定数量的实施例1-5中的水性聚氨酯乳液(记为对比例1-5)及聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液置于四氟乙烯模具中，空气中自然干燥后，得到淡黄色透明水性聚氨酯胶膜，将所得到的水性聚氨酯胶膜置于去离子水中浸泡24h，记录各胶膜的外观情况，实验结果如表1所示。
表1-浸水实验结果
由表1可以看出，采用聚丙烯酸酯乳液改性的二氧化碳共聚物多元醇基水性聚氨酯胶膜的耐水浸泡性得到了很好的改善。
将一定数量的实施例1-5中的水性聚氨酯乳液(记为对比例1-5)、聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液及实施例1中制备的聚丙烯酸酯乳液(记为对比例6)涂敷于经过打磨的马口铁上，空气中自然干燥后，于120℃下干燥2h，采用铅笔硬度计测试硬度及附着力，实验结果如表2所示。
表2-硬度及附着力实验结果
项目 硬度 附着力
对比例1 H 1
实施例1 2H 0
对比例6 2H 0
对比例2 H 1
实施例2 2H 0
对比例3 H 1
实施例3 2H 0
对比例4 H 1
实施例4 2H 0
对比例5 H 1
实施例5 2H 0
表2可以看出，采用聚丙烯酸酯乳液的二氧化碳共聚物多元醇基水性聚氨酯胶膜硬度得到了大幅度提升，少量的聚丙烯酸酯乳液即可将二氧化碳共聚物多元醇基水性聚氨酯胶膜硬度提升至2H，同时附着力从1级提升到0级，得到了显著的提升。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于，包括以下重量份的组分：
二氧化碳共聚物多元醇60份，亲水扩链剂2-10份，二异氰酸酯20-60份，催化剂0.01-1份，非亲水扩链剂2-10份，有机硅偶联剂KH-560 0.5-2份，去离子水100-300份，扩链交联剂0.5-4份，聚丙烯酸酯乳液5-40份。
2.根据权利要求1所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述二氧化碳共聚物多元醇是以二氧化碳为起始原料，在引发剂、催化剂作用下与环氧丙烷共聚合成的；所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为1000-8000，羟基官能度为2-6，分子内碳酸酯基团的摩尔分率为0.25-0.45。
3.根据权利要求2所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述亲水扩链剂为乙二胺基乙磺酸钠、1,4-丁二醇-2-2磺酸钠、二羟甲基丁酸半酯、二羟甲基丙酸中的任意一种或几种的混合物，所述亲水扩链剂的重量份为2-6份。
4.根据权利要求1所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或两种的混合物，所述二异氰酸酯的重量份为20-30份。
5.根据权利要求1所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的任意一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述非亲水扩链剂为乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1，6己二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-羟甲基环己烷、三甲基戊二醇中的任意一种或几种的混合物，所述非亲水扩链剂的用量为2-10份。
7.根据权利要求1所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述扩链交联剂为二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺、异氟尔酮二胺中的任意一种或几种的混合物，所述扩链交联剂的重量份为2-4份。
8.根据权利要求1所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液，其特征在于：所述聚丙烯酸酯乳液由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸异丁酯中的任意一种或几种的混合物与乳化剂、引发剂、水经乳液聚合反应制得。
9.权利要求1～8任意一项所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在反应器中按比例加入100份的水、0.5-2份乳化剂和0.1-1份引发剂，再加入2-6份丙烯酸酯单体混合物，在70℃聚合反应0.5-1小时，然后再加入50-60份丙烯酸酯单体混合物，聚合反应3.5-5小时，最后升温至85℃，反应1-2小时，冷却至室温得到聚丙烯酸酯乳液；
(2)按配方量称取各组分，将二氧化碳基共聚物多元醇、二异氰酸酯、亲水扩链剂、催化剂、非亲水扩链剂升温至60-100℃，反应1-10h，加入KH-560 0.5-2份，降温到40℃，加入中和剂中和至反应体系的pH值为7，加入去离子水乳化0.1-1h，加入扩链交联剂剂扩链1h，加入步骤(1)得到的聚丙烯酸酯乳液份，高速乳化0.1-1h，得到高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液。
10.根据权利要求9所述的高耐水性、高附着力的水性聚氨酯乳液的制备方法，其特征在于：所述中和剂为三乙胺、三丙胺、三丁胺、氢氧化钠、氨水中的任意一种或几种的混合物。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107141438A (zh) * 2017-06-21 2017-09-08 广东工业大学 一种高耐水性的水性聚氨酯乳液的制备方法
CN108467463A (zh) * 2018-04-03 2018-08-31 长春工业大学 一种防水型涂料用水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
CN108753139A (zh) * 2018-06-19 2018-11-06 广州康狄夫环保科技有限公司 复配水性涂料及其制备方法和应用
CN108794717A (zh) * 2018-07-02 2018-11-13 广东工业大学 一种改性水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用
CN108948316A (zh) * 2018-06-19 2018-12-07 广州康狄夫环保科技有限公司 有机硅改性聚氨酯乳液、木器漆及其制备方法和应用
CN108997554A (zh) * 2018-06-19 2018-12-14 广州康狄夫环保科技有限公司 有机硅改性聚氨酯乳液、涂料及其制备方法和应用
CN109228536A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 杭州大唐印刷有限公司 一种耐高温高粘度标签贴纸的生产工艺
CN109252387A (zh) * 2018-08-01 2019-01-22 四川大学 一种基于自修复水性聚氨酯的皮革/合成革及其制备方法
CN109679030A (zh) * 2018-09-03 2019-04-26 万华化学集团股份有限公司 一种水性聚氨酯-聚醋酸乙烯酯树脂及其制备方法和应用
CN110144034A (zh) * 2019-06-04 2019-08-20 福建成杰高分子材料有限公司 一种适用于合成革生产的功能性树脂的制备方法
CN110699109A (zh) * 2019-10-16 2020-01-17 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种焦油氨水破乳剂及其制备方法
CN111138623A (zh) * 2020-01-10 2020-05-12 浙江大学 一种有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯及其制备方法
CN111234196A (zh) * 2020-03-20 2020-06-05 东莞市左镕工实业有限公司 弹性手感漆用聚碳酸酯树脂及其制备方法和弹性手感漆
CN111789779A (zh) * 2020-07-24 2020-10-20 合肥科天水性科技有限责任公司 一种高附着力水性指甲油及其制备方法
CN113025184A (zh) * 2021-02-08 2021-06-25 合肥科天水性科技有限责任公司 一种高附着力水性聚氨酯涂料树脂及其制备方法
CN115353606A (zh) * 2022-09-15 2022-11-18 中山大桥化工集团有限公司 一种防渗色水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102010650A (zh) * 2010-11-30 2011-04-13 江门市德商科佐科技实业有限公司 一种水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN102241956A (zh) * 2011-06-30 2011-11-16 江苏中科金龙化工有限公司 一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯粘合剂及其制备方法
CN102241942A (zh) * 2011-06-30 2011-11-16 江苏中科金龙化工有限公司 一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料及其制备方法
CN103408715A (zh) * 2013-08-09 2013-11-27 中科院广州化学有限公司 内交联型聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯乳液及制备方法与应用
CN103755911A (zh) * 2014-01-08 2014-04-30 广东工业大学 一种环保型聚碳酸亚丙酯型水性聚氨酯涂料的制备方法
CN105860005A (zh) * 2016-04-18 2016-08-17 广东工业大学 一种低成本高硬度的水性聚氨酯乳液及其制备方法
CN105885666A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 广东工业大学 一种耐黄变高胶膜硬度的水性聚氨酯乳液及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102010650A (zh) * 2010-11-30 2011-04-13 江门市德商科佐科技实业有限公司 一种水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN102241956A (zh) * 2011-06-30 2011-11-16 江苏中科金龙化工有限公司 一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯粘合剂及其制备方法
CN102241942A (zh) * 2011-06-30 2011-11-16 江苏中科金龙化工有限公司 一种聚碳酸亚丙酯基水性聚氨酯防火涂料及其制备方法
CN103408715A (zh) * 2013-08-09 2013-11-27 中科院广州化学有限公司 内交联型聚碳酸亚丙酯水性聚氨酯乳液及制备方法与应用
CN103755911A (zh) * 2014-01-08 2014-04-30 广东工业大学 一种环保型聚碳酸亚丙酯型水性聚氨酯涂料的制备方法
CN105860005A (zh) * 2016-04-18 2016-08-17 广东工业大学 一种低成本高硬度的水性聚氨酯乳液及其制备方法
CN105885666A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 广东工业大学 一种耐黄变高胶膜硬度的水性聚氨酯乳液及其制备方法

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107141438A (zh) * 2017-06-21 2017-09-08 广东工业大学 一种高耐水性的水性聚氨酯乳液的制备方法
CN108467463A (zh) * 2018-04-03 2018-08-31 长春工业大学 一种防水型涂料用水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液及其制备方法
CN108753139A (zh) * 2018-06-19 2018-11-06 广州康狄夫环保科技有限公司 复配水性涂料及其制备方法和应用
CN108948316A (zh) * 2018-06-19 2018-12-07 广州康狄夫环保科技有限公司 有机硅改性聚氨酯乳液、木器漆及其制备方法和应用
CN108997554A (zh) * 2018-06-19 2018-12-14 广州康狄夫环保科技有限公司 有机硅改性聚氨酯乳液、涂料及其制备方法和应用
CN108794717A (zh) * 2018-07-02 2018-11-13 广东工业大学 一种改性水性聚氨酯乳液及其制备方法和应用
CN109252387B (zh) * 2018-08-01 2021-03-30 四川大学 一种基于自修复水性聚氨酯的皮革/合成革及其制备方法
CN109252387A (zh) * 2018-08-01 2019-01-22 四川大学 一种基于自修复水性聚氨酯的皮革/合成革及其制备方法
CN109679030B (zh) * 2018-09-03 2021-06-29 万华化学集团股份有限公司 一种水性聚氨酯-聚醋酸乙烯酯树脂及其制备方法和应用
CN109679030A (zh) * 2018-09-03 2019-04-26 万华化学集团股份有限公司 一种水性聚氨酯-聚醋酸乙烯酯树脂及其制备方法和应用
CN109228536A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 杭州大唐印刷有限公司 一种耐高温高粘度标签贴纸的生产工艺
CN110144034A (zh) * 2019-06-04 2019-08-20 福建成杰高分子材料有限公司 一种适用于合成革生产的功能性树脂的制备方法
CN110699109A (zh) * 2019-10-16 2020-01-17 新疆水处理工程技术研究中心有限公司 一种焦油氨水破乳剂及其制备方法
CN111138623A (zh) * 2020-01-10 2020-05-12 浙江大学 一种有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯及其制备方法
CN111138623B (zh) * 2020-01-10 2021-02-19 浙江大学 一种有机硅改性聚醚-聚碳酸酯水性聚氨酯及其制备方法
CN111234196A (zh) * 2020-03-20 2020-06-05 东莞市左镕工实业有限公司 弹性手感漆用聚碳酸酯树脂及其制备方法和弹性手感漆
CN111789779A (zh) * 2020-07-24 2020-10-20 合肥科天水性科技有限责任公司 一种高附着力水性指甲油及其制备方法
CN113025184A (zh) * 2021-02-08 2021-06-25 合肥科天水性科技有限责任公司 一种高附着力水性聚氨酯涂料树脂及其制备方法
CN115353606A (zh) * 2022-09-15 2022-11-18 中山大桥化工集团有限公司 一种防渗色水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用
CN115353606B (zh) * 2022-09-15 2023-12-22 中山大桥化工集团有限公司 一种防渗色水性聚氨酯树脂及其制备方法和应用

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