水性聚酯型聚氨酯的制备及结构表征

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水性聚氨酯原料体系及制备方法

水性聚氨酯的原料体系及制备方法一、原料体系1.低聚物多元醇常用的低聚物多元醇：聚醚二醇和聚酯二醇较多，有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇等低聚物二醇。

聚醚型聚氨酯：低温柔顺性好，耐水解性好。

常用的聚氧化丙烯二醇（PPG）的价格比聚酯二醇低，是低档水性聚氨酯的主要低聚物多元醇原料。

聚氧化乙烯二醇（PEG）仅用于特殊的水溶性聚氨酯或聚氨酯分散液，胶膜的耐水解欠佳。

聚醚三醇一般很少用于普通水性聚氨酯。

在亚硫酸氢钠封闭型水性聚氨酯中多采用聚醚三醇作低聚物多元醇原料。

水性聚醚聚氨酯的胶膜强度不高，多用于皮革涂饰剂、织物涂层等。

由聚四氢呋喃（PTMEG）制得的水性聚氨酯，力学性能及耐水解性皆较好，但其价格高，应用受限。

聚酯型聚氨酯：成膜后强度高、黏附力也好。

由于己二酸系聚酯本身的耐水解性比聚醚差，因而普通聚酯型水性聚氨酯的贮存稳定期较短，放置过程中由于酯基的水解而产生羧酸基团，引起乳液颗粒的聚结和沉淀。

采用耐水解性聚酯二元醇，可以提高聚酯型聚氨酯的耐水解性。

国外的聚氨酯乳液胶粘剂及涂料的主流产品是聚酯型的。

含侧基脂肪族聚酯的柔顺性和耐水解性能较好。

结构规整的结晶性己二酸系聚酯二醇制备的单组分聚氨酯乳液，耐水性和耐水解较好，胶膜强度也较高。

例如，聚己二酸己二醇值得的水性聚氨酯，耐水性和胶膜强度依次比己二酸丁二醇、己二酸乙二醇酯制得的水性聚氨酯高。

芳香族聚酯多元醇也可用于制备水性聚氨酯。

其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯的制备。

这些多元醇的耐水性优良。

聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐热性好，易结晶，由于价格高，限制其广泛应用。

蓖麻油是一种含不饱和键的低聚物多元醇，也可用于合成水性聚氨酯。

为了使成本及树脂的耐水性等性能取得平衡，有人用混合多元醇作为软段制备水性聚氨酯。

2.异氰酸酯制备水性聚氨酯常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯，以及异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、亚甲基-二环己基-4,4’-二异氰酸酯酯（H12MDI）等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。

水性聚氨酯配制方法

1.低聚物多元醇：聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚三醇、聚丁二烯二二醇、丙烯酸酯多元醇等水性聚氨酯胶粘剂制备中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多，有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品种低聚物多元醇。

聚醚型聚氨酯低温柔顺性好，耐水性较好，且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的价格比聚酯二醇低，因此，我国的水性聚氨酯研制开发大多以聚氧化丙烯二醇为主要低聚物多元醇原料。

由聚四氢呋喃醚二醇制得的聚氨酯机械强度及耐水解性均较好，惟其价格较高，限制了它的广泛应用。

聚酯型聚氨酯强度高、粘接力好，但由于聚酯本身的耐水解性能比聚醚差，故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其贮存稳定期较短。

但通过采用耐水解性聚酯多元醇，可以提高水性聚氨酯胶粘剂的耐水解性。

国外的聚氨酯乳液胶粘剂及涂料的主流产品是聚酯型的。

脂肪族非规整结构聚酯的柔顺性也较好，规整结构的结晶性聚酯二醇制备的单组分聚氨酯乳液胶粘剂，胶层经热活化粘接，初始强度较高。

而芳香族聚酯多元醇制成的水性聚氨酯对金属、RET等材料的粘接力高，内聚强度大。

其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯胶粘剂的制备。

聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐热性好，易结晶，由于价格高，限制了它的广泛应用。

2.异氰酸酯:TDI、MDI、IPDI、HDI等制备聚氨酯乳液常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯，以及TDI、MDI、HDI：MDI等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。

由脂肪族或脂环族二异氰酸酯制成的聚氨酯，耐水解性比芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯好，因而水性聚氨酯产品的贮存稳定性好。

国外高品质的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族异氰酸酯原料制成，而我国受原料品种及价格的限制，大多数仅用TDI为二异氰酸酯原料。

多亚甲基多苯基多异氰酸酯一般用于制备乙烯基聚氨酯乳液和异氰酸酯乳液。

3．扩链剂：1，4—丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等水性聚氨酯制备中常常使用扩链剂，其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种，除了这类特种扩链剂外，经常还使用1，4—丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亚乙基三胺等扩链剂。

水性聚氨酯的制备与性能

水性聚氨酯的制备与性能
一、引言
水性聚氨酯是一种有机合成材料，它结合了传统合成材料的柔韧和环境友好的性能，受到了广泛的应用。

目前，水性聚氨酯已经在许多行业得到广泛应用，包括建筑、汽车、印刷包装、家具等行业。

本文将介绍水性聚氨酯的制备方法和性能特征。

二、水性聚氨酯的制备
1、原料的准备
水性聚氨酯的主要原料有氨基甲酸酯、甲醛和水，这些原料可以分别从工业原料和生物质中获得。

氨基甲酸酯是构成水性聚氨酯结构的主要成分，甲醛作为活性剂可以加快氨基甲酸酯的反应，而水则可以作为反应介质和稀释剂。

2、合成过程
在水性聚氨酯制备过程中，氨基甲酸酯和甲醛在反应介质水的催化下发生加成反应，形成聚氨酯聚合物。

反应可以分为电解质催化和非电解质催化两种方法，可根据需要选择合适的催化方法。

电解质催化方法是通过电解把氨基甲酸酯和甲醛转变为氧化态或还原态，以实现加成反应；而非电解质催化方法是通过酶催化氨基甲酸酯和甲醛发生加成反应。

三、水性聚氨酯的性能特征
1、耐久性。

水性聚氨酯制备工艺流程

水性聚氨酯制备工艺流程
水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane）是一种环保型的涂料，广泛应用于家具、汽车、建筑、包装等领域。

下面介绍水性聚氨酯的制备工艺流程。

首先，准备原料。

水性聚氨酯的制备需要以下原料：聚醚多元醇、聚酯多元醇、异免分散剂、链延长剂、溶剂和助剂等。

第二步，制备预聚体。

将聚醚多元醇、聚酯多元醇和异免分散剂按照一定比例混合加热，加入催化剂进行反应，形成预聚体。

第三步，加入链延长剂。

将预聚体加热至一定温度，再加入链延长剂，如乙二胺等，进行链延长反应。

链延长剂的选择应根据所需产品的性能要求。

第四步，添加溶剂和助剂。

将制得的聚氨酯溶于溶剂中，并适量添加助剂，如消泡剂、增稠剂和防霉剂等，以提升产品的性能。

第五步，调整pH值。

通过添加酸碱调节剂，调节溶液的pH 值，使其处于适宜的范围内，一般为8-9。

第六步，过滤和检测。

将制备好的水性聚氨酯涂料进行过滤处理，去除其中的杂质，确保产品质量。

同时，进行相应的检测，如粘度、固含量和粒径等。

第七步，包装和储存。

将制备好的水性聚氨酯涂料装入适当的
容器中，密封保存。

在储存过程中，应避免阳光直射和高温环境，以防止涂料的质量受到影响。

总结起来，水性聚氨酯的制备工艺流程包括原料准备、制备预聚体、加入链延长剂、添加溶剂和助剂、调整pH值、过滤和检测、包装和储存等步骤。

在制备过程中，需要注意控制各个环节的条件，保证产品的质量和性能。

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。

聚酯型水性聚氨酯合成工艺

公司；酯多元醇（ｘｅｔｒＴ１３羟值＝１７± 聚Ｏｙｓ一１６，ｅ０１０ＫＯＨ／，ｍｇｇ分子量为１ｏｏ，德固萨一赫司公ｏ）司；羟甲基丙酸（二ＤＭＰ，海化学试剂一厂；Ａ）上一缩二乙二醇（ＥＧ）上海高桥化工厂；乙胺Ｄ，三（Ｅ，析纯，州试剂厂；．基吡咯烷酮ＴＡ）分广Ｎ甲（ＮＭＰ，学纯，国医药（团）海化学试剂公）化中集上司；酮，析纯，丙分广州新建精细化工厂；甲苯，析分
（南理工大学化工学院．东广州５０４）华广１６０
摘
要：用Ｔ与聚酯二元醇（１６和：羟甲基丙酸（ＭＰ反应合成水性聚氨酯采ＤＩＴ１３）ＤＡ）
Байду номын сангаас
分散体，论了合成Ｉ艺、应温度和时间对聚氨酯分散体性能的影响，确定了反应温讨反并
第３０卷
即将一定的去离子水缓慢加入预聚体中，同时高速搅拌剪切乳化，到水性聚氨酯分散体１其主要得．
反应过程如图２所示
Ｉ
Ｈｏ～ＯＨ＋ＨＯＣＨ２Ｈ，ＣＣＯＨ＋ＯＣＮ — Ｒ－ＮＣＯ
Ｉ
８
度和时间．结果表明，ＭＰＤＡ溶液加入分步合成法合成的水性聚氯酯具有较好的稳定性

聚酯型水性聚氨酯的制备与表征

聚酯型水性聚氨酯的制备与表征王建龙，王正祥，薛继武（湖南工业大学包装与材料工程学院，湖南株洲412007）摘要：以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为主要原料，通过自乳化法合成了聚酯型水性聚氨酯。

采用红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪等对产物的结构与性能进行了表征。

结果表明：随着R 值（n (—NCO)/n (—OH)）的增加，水性聚氨酯软硬段之间的微相分离程度加深，耐热性能下降；水性聚氨酯的热分解存在3个快速降解峰，分别位于190, 275, 360℃左右，且随着DMPA 添加质量的增加，第一、二阶段的分解速率上升，第三阶段的分解速率下降；当R 值为1.25左右，二羟甲基丙酸的添加质量分数为9%左右时，所合成的水性聚氨酯的综合性能最佳。

关键词：水性聚氨酯；表征；热分析中图分类号：TQ413.21+1文献标志码：A文章编号：1673-9833(2013)02-0011-05Preparation and Characterization of Polyester Waterborne PolyurethaneWang Jianlong ，Wang Zhengxiang ，Xue Jiwu（The School of Packaging and Material Engineering, Hunan University of Technology ，Zhuzhou Hunan 412007，China)Abstract ：Inbuilt emulsified waterborne polyurethane was synthesized via the reaction of polyester glycol with toluene diisocyanate and dimethylol propionic acid. The structure and properties of the products were characterized by FTIR, DSC and TGA etc. The results show that with the R (n (—NCO)/n (—OH) value increasing, the level of microphase separation increased, but the thermal resistance decreased. Three degradation stages were found in polyurethane dispersions,190℃, 275℃, 360℃, respectively. The first and second rate of weight loss stages increased as the DMPA content increased,while the third rate of weight loss stage decreased. The comprehensive performance of WPU was the best when the value of R was 1.25 and DMPA content was at about 9%.Keywords ：waterborne polyurethane ；characterization ；TGA收稿日期：2013-01-20基金项目：湖南省研究生科研创新基金资助项目（CX2012B402），湖南工业大学研究生创新基金资助项目（CX1206）作者简介：王建龙（1986-），男，河北邢台人，湖南工业大学硕士生，主要研究方向为高分子材料合成与改性， E-mail ：jianlong_coating@湖南工业大学学报Journal of Hunan University of TechnologyVol.27No.2Mar.2013第27卷第2期2013年3月doi:10.3969/j.issn.1673-9833.2013.02.0030引言聚氨酯（polyurethane ，PU ）是以氨基甲酸酯键为特征基团的高分子材料[1]，它由柔韧的软链段和刚性相对较好的硬链段嵌段而成。

水性聚氨酯的制备及改性方法

水性聚氨酯的制备及改性方法
一、水性聚氨酯的制备方法：
1.原位聚合法：通过在聚醚、聚酯等官能化的基料中，加入异氰酸酯类化合物，经过聚合反应形成水性聚氨酯。

2.分散聚合法：将异氰酸酯类物质预分散于水中，再与聚醚、聚酯等官能化的基料发生反应，形成水性聚氨酯。

二、水性聚氨酯的改性方法：
1.溶剂改性：将溶解介质（如乙醇、丙酮等）加入到水性聚氨酯中，通过调整溶解度和离子强度，改变聚氨酯的粘度、干燥速度等性能。

2.聚合物改性：将其他合成树脂（如丙烯酸乳液、聚酯树脂等）与水性聚氨酯混合进行共聚反应，以改善聚氨酯的力学性能、耐热性等性能。

3.环氧树脂改性：将环氧树脂加入水性聚氨酯中，通过交联反应，提高聚氨酯的耐磨性、耐溶剂性和耐冲击性。

4.硅橡胶改性：将硅橡胶加入水性聚氨酯中，形成混合胶，可以提高聚氨酯的耐候性、耐油性和抗拉强度。

5.纳米填料改性：引入纳米颗粒（如纳米二氧化硅、纳米氧化铁等）到水性聚氨酯中，通过增加界面层面，提高聚氨酯的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。

三、水性聚氨酯的应用领域：
1.涂料与胶粘剂：水性聚氨酯可以用于木材涂料、金属涂料、塑料涂料、地板涂料、汽车涂料等领域。

2.印刷油墨：水性聚氨酯可以用于纸张印刷油墨、塑料印刷油墨等领域。

3.纤维与皮革：水性聚氨酯可以用于纺织面料的涂层、皮革的涂层和胶粘剂等领域。

4.胶黏剂与密封剂：水性聚氨酯可以用于建筑胶黏剂、汽车密封剂、电子胶黏剂等领域。

5.防腐与防护：水性聚氨酯可以用于防水涂料、防腐涂料、建筑涂料等领域。

总之，水性聚氨酯的制备及改性方法多种多样，可以根据不同需求和应用领域进行选择和调整，以获得理想的性能和性质。

水性聚氨酯生产工艺

水性聚氨酯生产工艺水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，WPU）是一种环保型涂料，由聚氨酯树脂、溶剂和助剂等组成。

其在涂料行业中应用广泛，可以用于涂料、胶粘剂、纺织印染等领域。

下面简要介绍水性聚氨酯的生产工艺。

首先，水性聚氨酯的生产过程主要包括溶剂扩散法和乳液法两种方法。

溶剂扩散法是通过有机溶剂将聚氨酯树脂与水相混合，产生乳化液；乳液法是通过乳化剂将聚氨酯树脂乳化成颗粒状。

溶剂扩散法的生产流程如下：1. 准备原材料：聚醚、聚氨酯树脂、有机溶剂、助剂等。

2. 溶解聚氨酯树脂：将聚氨酯树脂加入有机溶剂中，并进行搅拌和加热，使其充分溶解。

3. 加入助剂：根据产品性能要求，逐步加入各种助剂，如增稠剂、防泡剂、流平剂等，并进行充分搅拌。

4. 添加水相：将事先制好的水相缓慢加入溶液中，并持续搅拌，使溶液逐渐乳化。

5. 调整性能：根据产品要求，可调整pH值、粒径大小、固含量等性能指标。

6. 过滤和包装：将生产好的乳化液进行过滤去除杂质，并进行包装。

乳液法的生产流程如下：1. 准备原材料：聚醚、聚氨酯树脂、乳化剂、助剂等。

2. 乳化：将聚氨酯树脂、乳化剂和适量的水加入反应釜中，并进行机械搅拌，使其乳化成颗粒状。

3. 加入助剂：根据产品性能要求，逐步加入各种助剂，并进行搅拌。

4. 反应：将反应釜中的乳化液进行加热，并进行反应，使颗粒状的乳化液继续生长，形成稳定的乳液。

5. 调整性能：根据产品要求，可调整固含量、粒径大小等性能指标。

6. 过滤和包装：将生产好的乳液进行过滤去除杂质，并进行包装。

无论是溶剂扩散法还是乳液法生产水性聚氨酯，都需要严格控制各个环节的工艺参数，如温度、压力、搅拌时间等，以确保产品的质量和稳定性。

此外，还需要进行合适的质量检测和调整，以满足客户的需求。

总之，水性聚氨酯的生产工艺是一个复杂的过程，需要仔细控制各个环节和参数，以确保产品的质量和性能。

随着环保意识的增强，水性聚氨酯在涂料行业中的应用将会越来越广泛。

水性聚酯型聚氨酯的制备及结构表征

CH2
d
O
C
图2 聚酯多元醇和 WPU 的 FTIR 谱图
化学式 1
O O H CH3 CH2 CH2 CH3
聚酯多元醇的 FTIR 谱图解析 : 2944 ～ 2866 cm 处的振动表示 CH2 的υ C H ,1372. 5 、
- 1
C N (g)
CH3O
1467. 7 cm - 1 处的振动表示 (面内 ) , 735. 5 cm
- 1
CH2
的δ C
CH2
H
COO - + NHEt 3 (i)
处的振动表示
的
化学式 2
δ C H ( 面外 ) , 1731. 4 cm - 1 处的振动归属于 υ C O ,1174. 8 cm - 1 处的振动归属于υ C O , 多取代苯环的振动较弱 ,吸收峰被掩埋。
图 3 是 WPU 的 DSC 曲线 ,从曲线可知该聚氨酯
© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
聚氨酯工业第 17 卷・3 0 ・
・28 ・
聚氨酯工业 POL Y URETHANE INDUSTRY
2002 年第 17 卷第 3 期 2002. Vol. 17 No. 3
水性聚酯型聚氨酯的制备及结构表征 3
王正辉萧翼之
( 广州大学化学系 510405)
1 实验 1. 1 主要原料
分析纯 ; 乙二胺 ,分析纯 ,广东西陇化工厂 ; 二月桂酸二丁基锡 , 分析纯 , 北京化工三厂 ; 二次蒸馏水 , 自制。 1. 2 羟值测定聚酯多元醇的羟值测定方法及相对分子质量的计算 [6 ] 。

水性聚氨酯的合成及应用

水性聚氨酯的合成及应用水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane, WPU）是一种特殊的聚氨酯树脂，具有良好的环境友好性和广泛的应用前景。

本文将介绍水性聚氨酯的合成方法、特性以及其在涂料、胶黏剂和纺织品等领域的应用。

一、水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的合成可以通过两种主要方法实现：一种是预聚体法，另一种是原位乳化法。

1. 预聚体法预聚体法是通过将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物反应，形成异氰酸酯预聚体。

然后，将预聚体与含有胺官能团的化合物反应，生成聚醚型或聚酯型水性聚氨酯。

需要注意的是，在反应过程中，需要添加适量的表面活性剂和乳化剂来帮助稳定乳液。

2. 原位乳化法原位乳化法是将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物、氨基功能的稳定乳化剂以及乳化剂反应，直接形成乳液。

该方法与预聚体法相比，更加简便和高效。

二、水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著的特性：1. 环保性与传统的溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯不含有机溶剂，因此减少了挥发性有机化合物的排放，对环境污染更小。

同时，水性聚氨酯在应用过程中，不会产生有毒气体，对操作者的安全也更有保障。

2. 膜性能优良水性聚氨酯具有良好的强度、韧性和耐候性。

其形成的薄膜可提供优异的涂层性能，具有良好的抗刮擦性、耐化学品侵蚀性和抗氧化性等特点。

3. 附着力强水性聚氨酯可以与多种基材良好地附着，包括金属、塑料、玻璃等。

在涂料和胶黏剂领域，其优异的附着力使其成为一种理想的材料。

三、水性聚氨酯的应用水性聚氨酯在多个领域具有广泛的应用前景。

1. 涂料作为一种环保型涂料原料，水性聚氨酯具有优异的防护性能和装饰效果。

它可以应用于室内外墙面、家具、汽车、船舶等领域，为表面提供持久的保护。

2. 胶黏剂水性聚氨酯具有良好的粘接性能和耐湿性，适用于纸张、金属、木材等材料的粘接。

在制造行业中，水性聚氨酯胶黏剂得到广泛应用，如家具制造、包装行业和纸制品加工等。

3. 纺织品水性聚氨酯可用作纺织品的涂层剂和涂料。

水性聚氨酯的制备与性能

水性聚氨酯的制备与性能水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WPU）是一种以水作溶剂或分散介质的聚氨酯树脂。

相对于传统的有机溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具有可溶性好、可分散性好、环保性强等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、纤维处理剂等领域。

本文将介绍水性聚氨酯的制备方法和性能特点。

一、水性聚氨酯的制备方法1.环氧化物与异氰酸酯反应法：先将环氧化物与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体，然后将预聚体与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。

2.改性醇酸与异氰酸酯反应法：将改性醇酸与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体，然后与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。

3.水溶性聚酯与异氰酸酯反应法：将水溶性聚酯与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体，然后与水发生开环反应，生成水性聚氨酯。

4.乳化法：通过乳化剂将异氰酸酯分散到水中，然后加入反应物进行反应，生成水性聚氨酯。

二、水性聚氨酯的性能特点1.耐候性好：水性聚氨酯具有较好的耐候性，能够在室外长时间使用而不发生颜色变化、光泽下降等情况。

2.耐热性好：水性聚氨酯具有较高的热稳定性，能够在高温条件下保持较好的性能。

3.强度高：水性聚氨酯具有较高的强度和硬度，能够提供优良的物理性能和机械性能。

4.耐化学腐蚀性强：水性聚氨酯对酸、碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性，能够在化学环境中保持稳定。

5.低挥发性：由于水是溶剂或分散介质，水性聚氨酯相对于有机溶剂型聚氨酯具有较低的挥发性。

6.环保性好：水性聚氨酯采用水作为溶剂或分散介质，不含有机溶剂，具有良好的环保性。

三、水性聚氨酯的应用领域1.涂料：水性聚氨酯因其优异的性能和环保特点，被广泛应用于各类涂料中，例如家具涂料、木器涂料、金属涂料等。

水性聚氨酯涂料具有耐候性好、附着力强、耐磨性好等优点。

2.胶粘剂：水性聚氨酯在胶粘剂领域也有广泛的应用，例如纸张胶粘剂、木制品胶粘剂、皮革胶粘剂等。

水性聚氨酯胶粘剂具有粘接强度高、耐水性好、耐寒性好等特点。

聚酯型水性聚氨酯的合成与表征

2 Byung K K, Jang W S, Han M J. Morphology and p roperties of waterborne polyurethane / clay nanocompo sites [ J ]. European Poly2 mer Journal, 2003, 39 ( 1) : 85～91
2. 2 DM PA 对 W PU 及其胶膜性能的影响 DM PA 的用量对乳液粘度、稳定性和胶膜吸水
性等有很大的影响 ,当 nNCO / nOH为 1150, TM P质量分数为 3% ,中和度为 100%时 ,不同 DMPA 用量对 W PU 的粘度及其胶膜吸水率的影响见图 1。
1—粘度 ; 2—吸水率图 1 DM PA用量对 W PU及其胶膜性能的影响
图 3 水性聚氨酯乳液的粒径大小及分布
由图 3可知 ,乳胶粒平均粒径为 82 nm ,粒径呈单峰分布。 3. 3 热重分析
图 4为所制得的 W PU 胶膜的热重分析曲线。
图 4 水性聚氨酯胶膜热重分析曲线
由图 4 可知 , 温度低于 187℃时 , 曲线变化平稳 ,失重不到 2% ,可能是溶解 DMPA 时引入的 N 2甲基吡咯烷酮挥发造成的 ;当温度到达 260℃以后 ,应是热稳定性最差的缩二脲基团开始分解 ,此后 ,脲基甲酸酯、氨基甲酸酯、脲基也相继开始分解 ,失重开始变得明显。失重 5%时 ,对应的温度为 264℃,失重 10%时的温度为 288Biblioteka 。·26·聚氨酯工业
第 24卷
515%时 ,将 PU 预聚体降温至 30℃以下 ,加入三乙胺中和 , 20 m in后 ,加水剪切乳化 ,减压蒸出丙酮 ,得到 PCL 型 W PU。 1. 2. 2 胶膜的制备