水性聚氨酯改性研究新进展及其应用_马兆国
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型、无毒、无味、无挥发有机物的新型胶粘剂，随着人们对环境保护意识的不断提高和对产品质量要求的不断提升，水性聚氨酯胶粘剂得到了广泛的应用。
本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行分析与总结，以期能够更好地推动该领域的发展。
一、水性聚氨酯胶粘剂的概述水性聚氨酯胶粘剂是以聚氨酯为主要基料，与水为溶剂，再加入一定的添加剂制成的一种新型环保型粘接材料。
与传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂具有不易燃、成本低、环保性好等优点，已广泛应用于汽车、家具、包装、建筑等领域。
二、水性聚氨酯胶粘剂的国内研究现状1. 水性聚氨酯胶粘剂的材料研究在水性聚氨酯胶粘剂的研究中，材料的选择是一个至关重要的环节。
国内研究者通过优化聚氨酯树脂的种类和结构，改进交联剂的配方，提高了水性聚氨酯胶粘剂的性能，使其具有更好的粘接性和机械性能。
2. 水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺研究水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺对产品质量具有重要影响。
国内研究者通过改良反应条件和生产工艺，优化了水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺，提高了产品的稳定性和性能。
4. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的一个重要方向。
国内研究者通过开发新的应用领域和优化应用工艺，推动了水性聚氨酯胶粘剂在汽车、家具、包装、建筑等领域的应用。
三、水性聚氨酯胶粘剂国内研究的发展趋势1. 环保性更高随着环保意识的提高，水性聚氨酯胶粘剂的研究将更加注重其环保性能，包括减少挥发有机物（VOC）排放、降低对环境的影响等方面。
2. 功能性更好水性聚氨酯胶粘剂的功能性将成为其研究的重点方向，包括提高粘接强度、耐高温性能、耐候性能等方面，以满足不同领域的需求。
3. 多样化应用水性聚氨酯胶粘剂将会在国内更多的领域得到应用，包括电子、航空航天、轨道交通等高新技术领域。
4. 自主创新能力水性聚氨酯胶粘剂国内研究将更加注重自主创新，提高自主研发能力，加强自主品牌建设，推动中国水性聚氨酯胶粘剂产业的发展。
功能水性聚氨酯的改性研究进展
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纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。
标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性1 前言近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。
WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。
但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。
纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。
通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。
2 纳米材料改性WPU的方法2.1 共混法共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。
首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。
但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。
为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。
李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。
研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。
李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。
结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。
水性聚氨酯研究报告
水性聚氨酯研究报告引言水性聚氨酯（waterborne polyurethane，简称WPU）是一类具有良好环保性能的高分子材料，在涂料、胶黏剂、弹性体等领域具有广泛的应用。
本报告旨在介绍水性聚氨酯的研究进展、制备方法、特性以及应用前景，促进对水性聚氨酯的进一步研究和开发。
1. 水性聚氨酯的制备方法水性聚氨酯的制备方法主要包括亲水基团引入法、无溶剂法和乳液聚合法等。
其中，乳液聚合法是目前较为常用的方法，具体流程如下： 1. 选择合适的聚醚多元醇和二元异氰酸酯作为主要原料。
2. 在适当的温度和条件下，将聚醚多元醇和二元异氰酸酯进行预聚合反应，形成醇胺预聚体。
3. 将醇胺预聚体与水相稳定体系（包括乳化剂和乳化助剂）进行乳化，得到水性聚氨酯乳液。
4. 进行乳液的脱溶剂化，其中常用的方法有真空蒸馏法、半透膜脱溶法等。
2. 水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著特性： - 环保性：相对于传统的溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具有低挥发性，减少了有机溶剂的使用，符合环保要求。
- 优异的物理性能：水性聚氨酯具有良好的柔韧性、强度和耐候性等物理性能。
- 良好的附着力：水性聚氨酯能够与不同类型的基材形成牢固的结合，提供优异的附着力。
- 调控性能：水性聚氨酯可以通过调整主链结构、交联机理和配方等方式，实现对其性能的调控。
3. 水性聚氨酯在涂料领域的应用水性聚氨酯在涂料领域具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面： 1. 家具涂料：水性聚氨酯具有优良的耐刮擦性、耐磨损性和耐化学药品腐蚀性，适用于家具表面的涂装。
2. 木器涂料：水性聚氨酯可用于室内外木器的装饰和保护，具有优异的抗紫外线性能和耐候性能。
3. 金属涂料：水性聚氨酯具有优异的耐蚀性和防锈性能，适用于金属表面的防腐涂料。
4. 汽车涂料：水性聚氨酯可以作为汽车涂料的基材，具有良好的附着力、耐候性和耐化学腐蚀性。
4. 水性聚氨酯在胶黏剂领域的应用水性聚氨酯在胶黏剂领域也具有广泛的应用前景，如下所示： 1. 木工胶：水性聚氨酯胶黏剂用于木工胶可以提供优良的粘接强度和耐候性。
交联改性水性聚氨酯的研究进展
热塑 性水 性 聚氨酯 的相 对 分 子 质 量 都 比较 低 ， 且 并
在其 骨架 结构 中存 在 亲 水 性 基 团 ， 干 燥 固化过 程 在 中， 如果成 盐 剂不 能完 全逸 出 ， 么 亲水性 基 团会残 那 留在 体 系 中 ， 涂 膜 耐水 性 与溶 剂 型 聚 氨 酯 有一 定 则 的差距 ， 限制 了水性 聚 氨酯 的应用 范 围 ． 。 ４ Ｊ 交联改 性是 指在 聚 合物 中引 入可 以与 其分 子链
乳 液涂 膜 的力 学性 能 、 耐溶 剂性 能 的影 响 。其 合 成 步 骤是 在聚 氨酯 预 聚 体 制 备过 程 中 ， 入 少 量 聚 醚 加
三元 醇 ， 制备 了具 有 内交联 结构 的水性 聚氨 酯乳 液 。 研究 结 果表 明 ， 随着 内交联 剂用 量 的增加 ， 膜对 丙 涂 酮 的溶胀 率 和伸 长率 都 下 降 ； 耐 溶 剂 性 能 测试 结 但
１ ２ 羰基 和酰 肼基 团 的交联 改 性 ．
合成 水性 聚 氨酯 的原料 主 要包 括聚 氧化 丙烯 二
醇、 多异氰 酸酯 和扩 链 剂 。在 聚氨 酯 预 聚 体 的 制 备 过程 中 ， 过 采 用 少 量 ≥３官 能 度 的多 元 醇替 代 二 通
羰 基和 酰肼 基 团交联 改性 的原理是 一 种水抑 制 性 交联 反应 ， 是利 用 羰 基 和 酰 肼 基 在 中性 或 者 弱 酸
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度 的水 性 聚氨酯 乳 液 。 Ｃ ｏａ ｊ 究 了三 官 能度 多元 醇 的用量 对 ｏ ｇｎＲ Ｇ ７ 研
水性聚氨酯涂料改性研究进展
化 学 研 究
ＣＨ ＥＭ ＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
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水 性聚 氨 酯涂 料 改 性研 究进 展
徐梦达 ，宋群立 ，柴 云 ，任艳蓉 ，张普玉
（１．河 南 大 学 化 学 化 ２１２学 院 ，精 细 化 学 与 ２１２程 研究 所 ，河 南 开 封 ４７５００４； ２．许 昌 幼 儿师 范 学 校 ，河 南 许 昌 ４６１７００）
关 键 词 ：水 性 聚 氨酯 ；改 性 技 术 ；综 合性 能
中图 分 类 号 ：ＴＱ６３０
文 献标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００８— １０１１（２０１６）Ｏ４一Ｏ５１８一Ｏ５
Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ｍ ｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ
ＸＵ Ｍ ｅｎｇｄａ ，ＳＯＮＧ Ｑｕｎｌｉ ，ＣＨ ＡＩ Ｙｕｎ“ ，ＲＥＮ Ｙａｎｒｏｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｐｕｙｕ
收 稿 日期 ：２０１６—０１—１７． 基 金 项 目 ：国 家 自然 科 学 基 金 （５１０３０４３），河 南 省 科技 发 展 计 划 项 目
（１４２３００４１０１２２）．
作者简介 ：徐梦达 （１９９１一），男，硕士生 ，研 究方 向为两亲性嵌 段共
聚物 ． 通 讯 联 系人 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈａｉｙｕｎ＠ ｈｅｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
脂 进 行 改 性 ．对 近 些 年 常 用 的 改 性 技 术 ，如 有机 树脂 改性 、无 机 纳 米 材 料 改 性 和 植 物 油 改 性 的原 理 与 方 法 进 行 了
综 述 ．这 些 改 性 技 术 可 以 提 高 水 性 聚 氨 酯 的 耐 热 性 、耐水 性 、光 泽 度 、物 理 机 械 性 能 、固含 量 等 综 合 性 能 ．
水性聚氨酯涂料技术研究进展
水性聚氨酯涂料技术研究进展水性聚氨酯涂料是一种环境友好型涂料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着人们环保意识的不断提高，水性聚氨酯涂料的研究和应用愈加受到。
本文将综述水性聚氨酯涂料的背景、研究现状、研究方法、研究结果、结论与展望以及水性聚氨酯防腐涂料的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时人们开始环保和健康，推动了水性涂料的研究和开发。
随着技术的不断发展，水性聚氨酯防腐涂料的应用范围越来越广泛，涉及到石油、化工、冶金、汽车、船舶、桥梁等领域。
目前，国内外对于水性聚氨酯防腐涂料的研究主要集中在配方设计、工艺流程、原料选择、质量控制等方面。
在配方设计方面，水性聚氨酯防腐涂料的成膜物质以聚氨酯为主，同时还需要加入各种功能助剂和填料，以改善涂料的性能。
在工艺流程方面，水性聚氨酯防腐涂料的制备主要涉及混合、搅拌、研磨、过滤等步骤。
在原料选择方面，需要选择低毒性、高性能的原料，以确保涂料的安全性和稳定性。
在质量控制方面，需要对涂料的成分、性能和稳定性进行严格把控，确保产品的质量。
目前，水性聚氨酯防腐涂料已经取得了显著的研究成果。
涂层的防腐性能、物理机械性能、耐化学试剂性能等指标均得到了显著提升。
水性聚氨酯防腐涂料还具有很好的耐磨性、耐候性和抗紫外线性能，可以在各种恶劣环境下使用。
展望未来，水性聚氨酯防腐涂料在工业防腐、海洋防腐、交通防腐等领域的应用前景十分广阔。
在工业防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于石油、化工、冶金等行业的设备防腐，提高设备的耐久性和安全性。
在海洋防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于船舶、码头、海上平台等设施的防腐蚀保护，提高海洋工程的安全性和可靠性。
在交通防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于汽车、火车、飞机等交通工具的防腐保护，提高交通工具的使用寿命和安全性。
水性聚氨酯防腐涂料的研究和应用进展顺利，已经得到了广泛应用。
未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，水性聚氨酯防腐涂料将会发挥更大的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
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。
水性聚氨酯的改性研究进展
水性聚氨酯的改性研究进展刘杰,张然,杨建军,张建安,吴庆云,吴明元(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,安徽合肥230039) 收稿日期:2008-04-03作者简介:刘杰(1982-),男,研究生,主要从事水性高分材料方面的研究,通讯联系人:杨建军。
摘要:聚氨酯胶粘剂作为一类具有良好性能的高分子材料,在很多领域得到应用。
水性聚氨酯胶粘剂的问世,满足了日益严格的环保要求。
然而水性聚氨酯胶粘剂的耐水性、耐溶剂性、耐候性等较差。
本文介绍了目前国内外水性聚氨酯胶粘剂的研究现状及改性方法:交联改性、环氧树脂改性、有机硅改性、多重改性等,并指出了水性聚氨酯胶粘剂的发展趋势。
关键词:聚氨酯;聚丙烯酸酯;环氧树脂;有机硅树脂;改性中图分类号:T Q433.4+32;T Q436+.5 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2008)10-0038-04 聚氨酯(P U )胶粘剂是指分子链中含有氨酯(-NHCOO -)基和异氰酸酯(-NCO -)基的胶粘剂。
P U 胶粘剂主要分为多异氰酸酯和聚氨酯2大类,因为异氰酸酯基和氨酯基的极性、化学活泼性很强,因此它对多孔材料(泡沫塑料、皮革等)和表面光洁的材料(玻璃、金属等)有着良好的粘接力。
P U 胶粘剂具有耐低温优、柔韧性好、粘接强度高等优点,用途越来越广泛。
目前市场上的P U 胶粘剂以溶剂型为主,其缺点是有机溶剂易燃、易爆、易挥发、会造成空气污染,且具有一定的毒性[1,2]。
随着人们安全、环保意识的增强,水性P U 胶粘剂的开发和应用日益广泛。
水性P U 最早是由德国科学家Schlack 在1942年制备成功的,1967年在美国实现工业化,如今已广泛应用于印刷及食品包装等领域。
由于水性P U 以水为介质,因此具有无毒、不易燃、环境友好、成本较低等优点[3,4]。
但由于在分子结构中引入了-COOH 、-OH 等亲水性基团,故其耐水性较溶剂型差。
合成革用水溶性改性聚氨酯的研究与应用进展_康永
2011年第10期精细化工原料及中间体开发指南水性聚氨酯一般可分为水溶性、水分散体和乳液型三种，其以水为介质，体系中不含或含很少的有机溶剂，它们三者之间的差别在于聚氨酯大分子粒子在水中的分散形态的不同，但并没有不可逾越的界限。
水性聚氨酯区别于传统溶剂型聚氨酯的关键在于其以水为分散介质，因此要得到水性聚氨酯关键就是将聚氨酯水性化。
合成水性聚氨酯，一般先将低聚物二醇（或多元醇）、扩链剂和二异氰酸酯预聚反应，制成一定分子量的预聚体或高分子量聚氨酯树脂之后，再采用相转移方法将之溶解或乳化于水中。
水性聚氨酯合成的主要过程是用水溶性或亲水性大分子多元醇与多异氰酸酯反应，生成端异氰酸酯基的预聚体，在外力作用下，与水形成包水凝胶体而得到。
多数情况下，将水溶性端异氰酸酯基的预聚体与封闭剂反应生成封闭型聚氨酯预聚体，溶入水中便得到水溶性聚氨酯。
1水性聚氨酯的改性水溶性PU 涂膜的透气性和透水汽性比较差，作为顶层光亮剂在装饰方面仍不如溶剂性涂饰剂。
在已商品化的水性PU 中，大多是线型聚合物，常需要改性来增加膜的耐水、耐溶剂、耐化学品性以及力学性能。
这些性能的改进通过接枝或嵌接其他聚合物，外加或内置交联剂以及共混和形成互穿聚合物网络等手段来实现。
利用其他高分子材料对水性聚氨酯进行改性，可改善水性聚氨酯的耐水性、耐化学合成革用水溶性改性聚氨酯的研究与应用进展康永，柴秀娟（陕西金泰氯碱化工有限公司技术中心,陕西榆林718100）摘要：水性聚氨酯是上个世纪60年代发展起来的高分子材料，由于其优异的性能，越来越受到人们的青睐。
水性聚氨酯，以水为介质，安全不燃烧，低公害、它保留了传统溶剂型聚氨酯的一些优良性能，如良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃、皮革、纺织品等都有良好的粘附性、应用范围广。
面向二十一世纪，水性聚氨酯朝着环保型、涂装经济型和低毒害方向发展。
本文综述了水溶性改性聚氨酯的制备方法、水溶性改性聚氨酯的应用。
水性聚氨酯的改性研究新进展
潘 季 荣 等 ： 性 聚 氨 酯 的 改 性 研 究 新 进 展 水
・ １・ ２
・ 述与 述评 ・ 综
水 性 聚 氨 酯 的 改 性 研 究 新 进 展
潘季荣 ， 黄 森 ， 肖新颜
（ 华南理工大学 化学与化工学院 ，广东 广州 ５０ ４ ） １６ ０
摘
要： 水性聚氨酯（ Ｕ） ＷＰ 广泛应 用于建筑 、 涂料 、 电气绝缘及 国防等领域 ， 但是 由于 ＷＰ Ｕ制备过程 中会 １入 亲水 １
关键词 ： 聚氨 酯改性 ； 有机硅 ；有机氟 ；丙烯酸酯
中 图 分 类 号 ：Ｑ ２ ． Ｔ ３３８ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０３— ４ ７ ２ １ ） ２— ０ １ ０ １０ ３ ６ （ ０２ ０ ０２ — ５
Ｎｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｆ Ｗ ａ ｅ ｂ ｒ ｅ Ｐ０ ｖ ｅ ｈａ ｗ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｆ Ｍ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｔ ｒ ｏ ｎ ｌ ｕｒ ｔ ｎｅ
环氧 树脂 改性 、 纳米 无 机 材料 改性 等 最新 的改 性 方 法及研 究 进 展 进 行 评 述 ， 指 出 ＷＰ 并 Ｕ未 来 的 发 展 方 向。
性能 ， 广泛的应用于胶黏剂 、 纺织 、 涂料和医药等领 １ 有 机 硅 改 性
域 ¨ ２。但 是 ， 一 的水 性 聚 氨 酯 乳 液 成膜 干燥 时 Ｉ 单
ｃ ａｉ ｇ ， ｌ ｃｒｃ ｌｉ ｓ ｌ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｆ ｎ ｅ ｏ ｔｎ ｓ ｅｅ ｔｉ ａ ｎ ｕ ａｉ ｎ ｅｅ ｓ ．Ｈｏ ｖ ｒ ｔ ｅ ｓ ｅ ｉ ｌｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｏ ｈ ｔ ｒ ｏ ｅ ｏｙ ｅ ｏ ｗｅ ｅ ，ｈ ｐ ｃａ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｆ ｔｅ ｗａｅ ｂ ｒ ｐ ｌｕｒ — ｎ
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展【摘要】本文主要介绍了国内水性聚氨酯胶粘剂的研究进展。
在分析了水性聚氨酯胶粘剂的研究背景和研究意义。
在详细阐述了水性聚氨酯胶粘剂的定义与特点、国内发展历程、性能研究、应用领域以及研究的热点与难点。
在总结了当前研究现状，提出了未来研究方向，并展望了水性聚氨酯胶粘剂的发展前景。
通过本文的阐述，读者可以了解到水性聚氨酯胶粘剂在国内的研究现状，同时也为未来的研究提供了一定的参考和指导。
【关键词】水性聚氨酯胶粘剂、国内研究进展、定义与特点、发展历程、性能研究、应用领域、热点与难点、研究现状、未来研究方向、展望1. 引言1.1 研究背景随着我国经济的迅速发展，水性聚氨酯胶粘剂也开始逐渐受到国内研究者的重视。
国内研究团队以提高水性聚氨酯胶粘剂的性能、降低成本、拓展应用领域等为研究重点，积极探索新的研究方向，取得了一系列令人瞩目的成果。
与国际先进水平相比，国内水性聚氨酯胶粘剂研究仍存在一定差距，需要加大科研投入力度，加强国际合作，提升研究水平和技术创新能力。
对于水性聚氨酯胶粘剂的研究和发展具有重要意义，也为未来国内水性聚氨酯胶粘剂研究提供了有益的启示。
1.2 研究意义研究水性聚氨酯胶粘剂在国内的研究进展具有重要的意义。
水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型的粘接材料，具有优异的性能，可以替代传统的溶剂型胶粘剂，降低VOC排放，符合环保要求，有利于提高生产安全性。
水性聚氨酯胶粘剂在汽车、建筑、航空航天、电子等领域具有广泛的应用前景，对促进产业升级和技术进步具有重要的推动作用。
通过对水性聚氨酯胶粘剂的性能研究和应用探索，有助于加深对其工作原理和机制的理解，为今后产品研发和应用提供技术支持和参考。
对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展的深入探讨具有重要的理论和实践意义，有助于提升我国在这一领域的技术水平和竞争力。
2. 正文2.1 水性聚氨酯胶粘剂的定义与特点水性聚氨酯胶粘剂是一种由水性聚氨酯树脂、交联剂、分散剂和助剂等组成的胶粘剂。
水性聚氨酯的改性及性能研究
Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．８·１３２·化 工 新 型 材 料ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ第４０卷第８期２０１２年８月基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（ＢＳ２００９ＣＬ０１１）作者简介：李冰（１９７９－）男，副研究员，主要从事高分子材料的研究与应用。
水性聚氨酯的改性及性能研究李 冰 彭 丹 律微波 牟秋红 赵 宁 李 静（山东省科学院新材料研究所，济南２５００１４）摘 要 水性聚氨酯是目前天然材料和合成材料中性能较为突出的环保型新材料。
为提供水性聚氨酯合成可行的研究思路，简要概括了水性聚氨酯近年来在改性方面的研究进展，并对水性聚氨酯性能研究作了描述。
关键词 水性聚氨酯，改性，环保，综述Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＬｉ Ｂｉｎｇ Ｐｅｎｇ Ｄａｎ Ｌｕ Ｗｅｉｂｏ Ｍｕ Ｑｉｕｈｏｎｇ Ｚｈａｏ Ｎｉｎｇ Ｌｉ Ｊｉｎｇ（Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉｎａｎ ２５００１４）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｍｏｎｇｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ａｎｄ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｆｏｒ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｄｅａｓ ｆｏｒ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅ－ｔｈａｎｅ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ｏｆ ｉｔ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｅｒｅ ｄｅｐｉｃｔｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｒｅｖｉｅｗ 水性聚氨酯是指将聚氨酯溶解在水里或分散于水中而形成的一种聚氨酯分散体系［１］，具有广泛的粘接性，突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温性，弹性好、无毒、无污染、无溶剂残留［２－１１］。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展
张东阳，营E,马智俊，E 木立，顾斌，狄击刚.朱东（中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏 常州213016 ）收稿日期： 作者简介：2018-09-18张东阳（1979-），男，高级工程师。
主要从事水性树脂的合成与应用研究。
E-mail ： zhandonyan@ 。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展摘要：介绍了各类水性聚氨酯胶粘剂的合成方法、工艺及各种改性水性聚氨酯胶粘剂的研究 进展，指出水性聚氨酯胶粘剂研究中存在的问题，并对其发展方向进行了展望。
关键词：水性聚氨酯；胶粘剂；改性；研究进展中图分类号：TQ436*.5 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）04-0053-05水性聚氨酯（WPU ）是指分子链中具有氨 酯基（一NHC00 —）和亲水基团的大分子。
因 氨酯键极性较强，对金属、塑料及玻璃等各 种底材均具有良好的粘接性，并且可以通过 调整原料和工艺来调整聚氨酯的结构，从而 调节胶粘剂的性能，如耐寒性、耐油性、耐 磨性、韧性等。
因此，聚氨酯胶粘剂在国内 外获得快速的发展，如拜耳公司U53, U54等 系列产品，日本大日本油墨公司的Hydran HW 及AP 系列及日本光洋公司的水性乙烯改性 聚氨酯胶粘剂K R 系列产品等等。
国内在2 0世 纪80年代开始起步，因相关理论基础薄弱， 原材料种类匮乏，以及工艺方法单一等问 题，研究进展缓慢。
近些年来随着我国环保 法规的实施和人们环保意识的增强，一些传 统的溶剂型胶粘剂逐渐淡出市场，加之市场 空间和绿色、可持续发展政策指引等因素给 了水性胶粘剂巨大的发展空间，而水性聚氨 酯胶粘剂由于其综合性能突出，合成和改性 等方面研究更是获得了飞速的发展，相关的 文献报道也大量涌现。
本文将介绍国内近几 年水性聚氨酯胶粘剂的合成与改性的研究进 展。
1未改性水性聚氨酯胶粘剂研究进展从近几年国内的报道看，单组分高固含 量、双组分、自交联型、光固化和热活化水 性聚氨酯胶粘剂等已经成为研究的热点。
水性聚氨酯防腐涂料的研究现状与最新进展
２２ 组 分 水 性 聚 氨 酯 防 腐 涂 料 ． 双
用 于 改 性 水 性 聚 氨 酯 可 以赋 予 聚 氨 酯 良好 的 防腐 蚀 性 能 。 近 年 来 ，这 方 面 的研 究 报 道 引 起 科 研 工 作 者 的 积
双 组分水 性聚氨酯涂 料是 一种新 的环境友 好型涂 极关注 。 料 ， 它 主 要 由含 羟 基 的 水 性 多 元 醇 和 含 异 氰 酸 酯 基 的 王 春 艳 等 为 制 得 环 保 且 防 腐 蚀 性 能优 异 的 富 锌 圳 固化 剂 组 成 ＿ ， 由于 双 组 分 水 性 聚 氨 酯 涂 料 以 水 为 介 涂 料 ， 引入 环 氧 树 脂 来 改 性 水 性 聚 氨 酯 ， 以水 性 环 氧 ｌ 质 ， 并 将 双 组 分 溶 剂 型 涂 料 的 高 性 能 和 水 性 涂 料 的 低 聚 氨 酯 为 基 料 制 备 富 锌 涂 料 ， 通 过 对 其 腐 蚀 电位 和 电 Ｖ Ｃ 量 结 合 起 来 ， 因此 ，近 年 来 水 性 双 组 分 聚 氨 酯 化 学 阻抗 谱 （Ｉ ） 测 试 分 析 ， 研 究 了添 加 不 同含 量 锌 Ｏ 含 ＥＳ的 涂 料 的研 究 开 发 变 得 十 分 活 跃 ＿ 。 ｌ 粉 的富 锌 涂 层 在 ３ ％Ｎａ １ 液 中 的 腐 蚀 电化 学 行 为 ， 并 Ｃ溶 陈 俊 等 以Ｐ Ｅ、Ｂ Ｏ、Ｄ Ａ及 ＩＤＩ 为 原料 合 与 添 加 少 量 铝 粉 的 富锌 涂 料 及 传 统 富 锌 涂 料 进 行 了对 Ｄ ＭＰ Ｐ 等 成 了水 性 聚 氨 酯 大 单 体 水 性 聚 氨 酯 分 散 体 ， 并 以水 性 比 。 结 果 表 明 ， 水 性 环 氧 聚 氨 酯 富 锌 涂 料 的 防 腐 蚀 能 聚 氨 酯 大 单 体 和 Ｂ Ａ、Ｍ Ａ、 Ｈ Ａ、 Ｔ Ｅ 等 丙烯 酸 力 比传 统 环 氧 富 锌 底 漆 强 ；锌 粉 的添 加 量 对 涂 层 的 防 Ｍ Ｅ ＦＡ
水性聚氨酯的研究进展
水性聚氨酯概述
• 聚氨酯（PU）是聚氨基甲酸酯的简称。 • 结构：
—[—CO-NH-R-NH-CO-O-R-O—]n— 根据所用原料官能团数目的不同，可以是 线型结构或体型结构。
水性聚氨酯概述
• 水性聚氨酯是指聚氨酯溶解于水或分散于 水中而形成的一种聚氨酯树脂。
• 简称：Waterborne polyurethane(WPU) Polyurethane dispersion(PUD) Aqueous Polyurethane dispersion(APU)
乳液表面张力 乳液黏度
水性聚氨酯常用的表征方法
膜拉伸强度和 断裂伸长率
膜耐水性
乳液稳定性
最低成膜温度
乳胶粒子尺寸
水性聚氨酯的优缺点
• 优点：硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶 剂好、VOC 含量低等优点。
• 缺点：自增稠性差、固含量低、乳胶膜的 耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能 较差。这些不足是长期以来困扰其应用的 难点。
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聚
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氨
酯
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常用三大改性方法
环
有
丙
氧
机
烯
树
硅
酸
脂
改
改
改
性
性
蒙 脱 土 改 性 水 性 聚 氨 酯
有 机 氟 改 性
性
水性聚氨酯的研究进展
国外对高固含量的水性聚氨醋的研究 起步都比较早，并且已经实现了工业化。
如:美国道氏公司的聚氨醋乳液产品 SYNTEGRA YM3l00、SYNTEGRA YM3000及SYNTEGRA YM2100等，可用 作胶粘剂、密封剂、涂料等
水性聚氨酯技术的国内外最新研究进展
２）先合成含亲水基团的聚氨酯预聚体，再外加乳化剂或自乳化将其分散于水中并以此为种子 乳液，然后滴加引发剂和丙烯酸酯单体来进行乳液聚合，合成具有核一壳结构的ＰＵＡ复合乳液。 ３）两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ＰＵＡ复合乳液。这些 方法巧妙地提高了ＰＵ和ＰＡ的相容性。 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他丙烯酸酯单体进行乳
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图１制备过程
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Ｄ．Ａｔｈａｗａｌｅ［１３］分别采用冷拼法和半连续乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯杂
化乳液。研究发现采用半连续乳液聚合法制备的杂化乳液耐化学品性能和机械性能均较冷拼法所 得的共混乳液提高，且当丙烯酸酯和聚氨酯之间的比例大约为５０：５０时，对水性聚氨酯性能提高的 促进效果最佳。
１聚丙烯酸酯改性水・性聚氨酯
聚丙烯酸酯（ＰＡ）树脂具有优异的耐光性、耐候性，受紫外光照射不易黄变，耐酸、碱、盐腐蚀，柔 韧性高和对颜料极佳的润湿性。同时由于其低廉的价格和优异的性能，其在涂料工业中的地位是毋 庸置疑的。用聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯（ＰＵＡ）可将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐 磨性与聚丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合，是制备高固含、低成本水性树脂的好办法， 这种方法在提高水性聚氨酯树脂性能的同时又降低了成本，从而开拓了市场。国外已经在很多领域 有了广泛的应用，国内起步相对较晚。聚丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚物薄膜的强度、断裂伸长率及耐 溶剂性均比共混物优越，因为共混只是两种树脂的机械混合，而共聚则改变了树脂的内部结构。 １．１聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法 丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法很多，共聚乳液的制备方法主要有以下几种： １）ＰＵ乳液和ＰＡ乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯一聚丙烯酸酯共混复合乳液；成膜时，聚氨 酯乳液跟聚丙烯酸酯乳液通过交联剂结合起来。这种复合乳液兼具两种纯乳液的性能，且通常介于
水性聚氨酯涂料的改性与应用
水性聚氨酯涂料的改性与应用水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VOC含量相结合，符合发展涂料工业的“三前提”（资源，能源，无污染）及“四Ｅ原则”（经济，效率，生态，能源）。
然而，一般的聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差等，为了更好的提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围，需对WPU乳液进行适当的改性。
本文主要介绍了环氧树脂改性、聚硅氧烷和丙烯酸复合改性、纳米改性等水性聚氨酯涂料的研究；并指出水性聚氨酯涂料的改性势在必行，正逐步成为涂料行业中的一条重要支柱。
一、水性聚氨酯涂料改性技术通过在聚氨酯分子链上引入其他化学组分进行改性，能获得比物理共混更佳的性能效果，是当前水性聚氨酯开发的方向。
常用的改性方法介绍如下：（一）环氧树脂改性环氧树脂具有许多优良的性能,如种类多、易固化、机械强度高、粘附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性好、高模量、高强度等特点。
通过环氧树脂和聚氨酯接枝反应，可将支化点引入聚氨酯主链，使之形成部分网状结构，制得环氧改性聚氨酯乳液，用其配制水性环氧改性聚氨酯涂料，可以提高力学性能、耐热性能和漆膜附着力。
郑淑琴等合成了环氧树脂E-44改性的水性聚氨酯乳液外观和稳定性较好,且耐水性和耐热性都得到较大改善。
（二）有机硅改性有机硅聚合物的两个最显著的特点是耐氧化性和低的表面能。
用有机硅改性聚氨酯可以综合二者的优异性能，弥补水性聚氨酯耐水解性稍差的缺陷，使改性的水性聚氨酯涂料表现出良好的憎水性、表面富集性、低温柔顺性和优良的生物相容性等。
李密转等通过在封端型水性聚氨酯中引入有机硅单体，合成了有机硅水性聚氨酯，其吸水性能为17.1%左右，耐水性得到很大提高。
（三）聚丙烯酸酯改性聚氨酯乳液和聚丙烯酸乳液同其溶剂型产品相比，具有价廉、安全、不燃、无毒、不污染环境等优点。
纯PA乳液存在耐磨性、耐水性和耐化学品性差的缺陷；单一的PU乳液也存在一些不足，如稳定性、自增稠性和膜的保光性，应用受到限制。
高性能水性聚氨酯涂料的发展及改性研究
高性能水性聚氨酯涂料的发展及改性研究发布时间：2022-11-08T06:28:11.497Z 来源：《科学与技术》2022年14期作者：徐海波赵鑫周卫军马文礼魏文慧李伟[导读] 社会经济的不断进步，人们的环保意识不断的增强，而高性能的性聚氨酯涂料的研究能够满足人们对涂料的绿色环保需求徐海波赵鑫周卫军马文礼魏文慧李伟甘肃银光聚银化工有限公司甘肃省白银市 730900摘要：社会经济的不断进步，人们的环保意识不断的增强，而高性能的性聚氨酯涂料的研究能够满足人们对涂料的绿色环保需求，为人们的健康提供保障，从而提升人们的生活水平。
本文对水性聚氨酯涂料的应用情况进行综合性分析，并对不同领域的具体应用进行深入性探索，以期为相关工作者带来理论的参考与建议。
关键词：水性聚氨酯涂料；应用领域；发展聚酯氨涂料的发展方向是逐渐环保性，之前其中充斥着很多的挥发物，这些挥发物对人体会带来很大的伤害，同时对环境造成一定程度的破坏。
为了使水性聚氨酯涂料更加的环保，最大程度的保护自然环境，必须对水性聚氨酯涂料的性质进行持续性研究，让其性能不变的前提下提升其环保性，需要使用可行性强的生产方案，从而实现不同场景与领域的运用，生产出高性能、环保的涂料，为人们多样化、高品质生活提供更好的产品。
一、水性聚氨酯涂料应用的现状如今水性聚氨酯涂料生活中应用比较的广泛，给人们的生活带来了很多改变，对社会经济增长起到了很大的作用，为人类高品质生活起到了重要的作用。
水性聚氨酯涂料在生活的具体应用实践中，还存在一些具体的问题，必须加深对问题的研究，改变水性聚氨酯涂料的性质，加大生活中不同场景对水性聚氨酯涂料的应用，为人们的生活舒适度提供保障，从而推动社会的持续性发展。
当今形式下，水性聚氨酯涂料应用中存在的问题主要体现在以两个方面：一方面由于水性聚氨酯涂料使用的周期时间长，对周围的储存环境要求较高，其含量不高就不便于储存，导致了应用的范围受限，无法实现大规模性的应用。
水性聚氨酯应用与技术进展
水性聚氨酯应用与技术进展水性聚氨酯是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元胶态体系，经历6 0 多年的发展，水性聚氨酯制备技术已日趋完善。
而近年来，随着溶剂价格的不断飙升，加之人们对环保的关注和各国对挥发性有机化合物及有毒物的限制日趋严格，更使以水为介质的高环保、低消耗的水性聚氨酯日益得到重视，成为市场追逐热点，对水性聚氨酯技术的研究和应用的开发也进入一个重要时期，目前正朝着多品种、多功能、低消耗、优品质等方向发展。
随着水性技术的不断进步，水性聚氨酯的应用领域随之逐步扩大，目前主要集中在皮革、织物整理、涂料、胶粘剂等领域。
1.皮革(1)皮革涂饰剂水性聚氨酯皮革涂饰剂是国内最早研究的水性聚氨酯树脂，到目前为止也是产量最大的品种。
水性聚氨酯作为皮革用涂饰剂，可与溶剂型聚氨酯相媲美，并可减少公害。
用聚氨酯乳液涂饰后的皮革，具有光亮、丰满、手感好、耐磨、不易断裂等优点，克服了聚丙烯酸类树脂涂饰剂热粘冷脆的缺点，因而聚氨酯乳液常用于生产高档皮革制品。
根据皮革行业新的需求，已研究开发出防尘耐污型皮革涂饰剂：氟改性的水性聚氨酯树脂在皮革和涂料耐污防尘方面性能都有显著提高，应用前景十分广泛。
(2)人造革树脂水性聚氨酯作为人造革浆料目前是最热门的聚氨酯材料发展领域之一。
水性聚氨酯合成革树脂具有无毒、无污染、施工方便、安全等特点，是溶剂型合成革聚氨酯树脂的主要替代品。
由于具有良好的成膜性能，水性聚氨酯合成革树脂适用于合成革、移膜革、超纤材料等的喷涂或滚涂面层加工，可直接涂布，也可转移法施工。
各种不同模量以及不同特性的树脂产品可以满足不同制品的要求，制成品具有高强度、高弹性、耐寒、耐弯折、耐剥离、耐紫外线、耐水解、耐湿热、耐溶剂以及手感良好等特点。
水性聚氨酯树脂在鞋革上的应用最大的问题是耐折问题。
在应用上具体表现在合成很软的水性聚氨酯树脂时成膜会发粘：合成硬的水性聚氨酯树脂延伸率低，耐弯折性差。
国内水性聚氨酯人造革树脂的研究主要是提高分子链段的规整性，使弹性好(如采用TDI和MDI混合的异氰酸酯，采用提高链的规整性的二元醇) 用硅氧烷改性水性聚氨酯和丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂以解决软粘的问题。
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2 水性聚氨酯改性方法
2. 1 交联改性 交联改性是将线形的聚氨酯大分子通过化学键 的形式将其连接在一起, 形成具有网状结构的聚氨 酯树脂, 是将热塑性的聚氨酯树脂转变为热固性树 脂很有效的一种途径。交联后的水性聚氨酯涂膜可 表现出优异的耐水、 耐溶剂及力学性能 , 是提高水性 聚氨酯树脂性能最有效的方法之一 , 部分成熟的交 联改性技术制备的水性聚氨酯 , 如双组分水性聚氨 酯已经达到甚至超过溶剂型聚氨酯树脂的性能。按 照交联方法的不同可将其分为内交联法和外交联法 两种。 2. 1. 1 内交联改性 用此法制得的聚氨酯分散体仍是单组分体系 , 单组分水性聚氨酯是指原料异氰酸酯与原料醇在进 行亲水改性后扩链乳化作为成品直接使用, 也可以 先将预聚体 N CO 基封闭起来, 然后与聚醚多元醇
[ 1]
是溶剂型聚氨酯所不及的, 但其存在的缺点也是有 目共睹的。随着环保法律法规的健全和人们环保意 识的加强, 聚氨酯材料的水性化日益受到重视。为 了更好地提高水性聚氨酯的综合性能, 扩大应用范 围, 改性聚氨酯的研究成为研究热点之一。与溶剂 型聚氨酯相比, 水性聚氨酯具有以下优点: ( 1) 大多数水性聚氨酯不含有机溶剂、 不燃、 气 味小且无污染; ( 2) 大多数水性聚氨酯产品中不含有 NCO 基 团, 主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力 , 水分挥发后固化。水性聚氨酯中含有羧基、 羟基等 基团 , 也可引入其它反应性基团使树脂产生交联。 ( 3) 固含量、 聚氨酯树脂的分子量等影响溶剂型 聚氨酯树脂粘度的因素对水性聚氨酯粘度的影响并 不明显。固含量相同时, 水性聚氨酯的粘度较溶剂 型聚氨酯小。 ( 4) 水性聚氨酯产品可用水稀释, 操作方便 , 易 于清理; 而溶剂型聚氨酯需耗用大量溶剂。
M A Zhao - guo1 , DING Zhi- w en2 , PANG Xiao - yan2 , XU Yan - lin 1
( 1. Co lleg e of Resource and Enviro nm ent , Shaanxi Univ er sit y o f Science and T echnolo gy, Xi'a n 710021, China; 2. China L eat her and Foo tw ear Indust ry Research Inst it ut e, Beijing 100016, China) Abstract: In t his paper, the characteristics o f w at erbo rne poly uret hane w er e int roduced. T he emphasis f ocuses o n t he mo dificat ion met ho ds o f w at erborne po lyur et hane, including cr oss linking, epox y r esin, o rganic silicone, acry lic acid, organic silicone, acry lic acid and inorg anic nano mat er ials m odif icatio n methods. Key words: w aterborne polyuret hane; mo dification m et hods; pr opert y 水性聚氨酯是指用水作介质代替有机溶剂的一 种新型聚氨酯体系。水性聚氨酯具有不易燃、 气味 小、 不污染环境、 分子量大、 粘度相对较低、 节能、 易 加工、 高度耐磨、 有光泽、 粘接力强等优点, 可以广泛 应用于涂覆, 浸渍、 粘接各种纺织品、 皮革、 橡胶等各 种材料基质。 物与含两个或两个以上活泼氢化合物 ( 如含羟基、 氨 基等化合物 ) 反应制得的聚合物。所以, 该聚合物的 分子结构中含有相当数量的氨酯键。此外分子结构 中还含有醚键、 酯键、 脲键、 脲基甲酸酯键 , 其结构分 别如下 : 氨酯键 醚键 酯键 脲键 NH COO O COOR O 1. 1 合成原理 水性聚氨酯树脂是指聚氨酯树脂溶于水或分散 于水中而形成的二元胶态体系。聚氨酯树脂一般是 由含有两个或两个以上异氰酸酯基 ( NCO) 化合 脲基甲酸酯键 R1 NH O R1 O C NH C NH O C O R2 R2
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皮革与化工 L EA T HER AN D CHEM IC AL S
第 26 卷
和度 90% ~ 100% 时, 分散体性能最佳。 利用环氧树脂对水性聚氨酯改性, 针对性强, 弥 补了聚氨酯的耐水性差、 力学性能不佳、 耐热性不好 等缺点, 同时又避免了环氧树脂的韧性差、 抗冲击强 度低、 固化后质脆等缺点。 2. 3 有机硅改性水性聚氨酯 2. 3. 1 有机硅的特点 聚有机硅氧烷( 简称聚硅氧烷 ) 是一类以重复的 Si O 键为主链, 硅原子上直接连接有机基的聚合 物, 是属于半有机、 半无机结构的高分子化合物, 它 们兼具有机化合物和无机化合物的特性。习惯将硅 烷单体及聚硅氧烷统称为有机硅[ 4] 。由于有机硅这 种特殊结构和组成, 使它具有低温柔顺性好、 表面张 力低、 生物相容性好、 热稳定性好、 耐低温、 耐气候老 化、 电绝缘、 耐臭氧、 憎水、 难燃、 生理惰性等许多优 异性能。有机硅聚合物最显著的特点就是具有良好 的耐氧化性和低表面能, 耐氧化性就是耐候性好, 而 低表面能会产生优良的疏水性。 2. 3. 2 有机硅改性方法及应用进展 目前有机硅对水性聚氨酯的改性方法有如下几 种: 硅醇改性法 ; 氨烷基封 端的聚硅氧烷 改性 法; 羟烷基封端的聚硅氧烷改性法; 用烷氧基硅 烷交联改性法。改性后的共聚物中 , 软段的聚硅氧 烷和聚醚链段使材料具有良好的弹性, 硬段的聚氨 酯、 聚脲链段使材料强度增加
[ 酯二醇、 IPDI 、 DMP A 等 , 合成了硅氧烷封端的线性 水性聚氨酯分散体。由于硅氧烷基团水解缩合, 在 分散体粒子内产生扩链交联反应, 生成了交联水基 聚氨酯分散体。将此聚氨酯微凝胶成膜后 , 用水溶 性环氧硅氧烷 缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷进 一步 交联 , 可获 得高 性 能有 机 涂层 , 用扫 描 电镜 ( SEM ) 研究 了涂层 的结构 , 并 论述了 交联成 膜机 理。 2. 4 丙烯酸改性聚氨酯 2. 4. 1 丙烯酸酯化合物性能及改性方法 水性聚氨酯具有良好的物理机械性能、 优异的 耐寒性、 耐碱性、 弹性及软硬度随温度变化不太大等 优点, 但其耐高温性能不佳、 耐水性差。丙烯酸酯乳 液( PA) 具有较好的耐水性、 耐候性, 但硬度大、 不耐 溶剂。用丙烯酸树脂对水性聚氨酯进行改性 , 可以 使聚氨酯的高耐磨性和良好的机械性能以及丙烯酸 良好的耐候性和耐水性二者有机地结合起来 , 取长 补短, 从而使聚氨酯胶膜的性能得到明显改善, 是研 究新型水性聚氨酯的重要途径。 目前, 丙烯酸改性水性聚氨酯的主要制备方法 有 : ( 1) 共混 : PU 分散体和 P A 分散体共混 , 外加交 联剂, 形成聚氨酯 - 丙烯酸酯共混复合分散体 ; ( 2) 核- 壳聚合: 先合成 PU 聚合物分散体, 以此为种子 分散体再进行丙烯酸酯分散体聚合, 形成具有核 壳结构的 PUA 复合分散体 ; ( 3) 互穿网络( IPNS) 接 枝共聚 : 两种分散体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 PU A 复合分 散体。 这些方法巧妙地提高了 P U 和 PA 的相容性。( 4) 复合乳液共聚: 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 行分散体共聚, 得到 PU A 共聚分散体。 2. 4. 2 丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展及应
( 1. 陕西科技大学资源与环境学院 , 陕西 西安 710021; 2. 中国皮革与制鞋工业研究院 , 北京 100016)
摘要 : 本文介绍了水性聚氨酯的性能特点 , 并且重点阐述 了水性聚氨酯改性方法 : 交联改性、 环氧树脂改性、 有
New Research Progress in Modification of Waterborne Polyurethane and Its Application
或聚酯多元醇混合, 但需升温到一定程度或在空气 中的氧气影响或太阳光辐射下, 使 NCO 基解封才 能与醇反应。内交联剂与分散体体系中的其它组分 能稳定共存 , 只有在应用时 , 由于体系的酸度、 温度、 大气中的氧及阳光辐射等因素的变化, 才能起交联 剂的作用。 2. 1. 2 外交联改性 添加外交联剂的水性聚氨酯亦称为水性双组分 聚氨酯。双组分水性聚氨酯是指, 先用异氰酸酯和 多元醇进行亲水改性反应分别合成两个组分 , 一组 分是含 NCO 基的预聚体 , 另一组分是含 OH 基 的预聚体, 两者只在使用时才混合在一起 , 并且在室 温下就能立即反应 , 形成交联。在使用时 , 将两组分 混合均匀, 成膜过程中发生化 学反应, 形成交联结 构。消除涂膜的亲水基团 , 可大幅度提高涂膜的耐 水性, 同时也适当提高了涂膜力学性能。 2. 2 环氧树脂改性水性聚氨酯 2. 2. 1 环氧树脂的特点 环氧树脂含环氧基和羟基两种活泼基团 , 能与 多元胺、 酚醛树脂、 氨基树脂等配合, 制成多种涂料, 既可常温干燥, 也可高温烘烤, 以满足不同的施工要 求。环氧树脂本身的分子量不高, 能与各种固化剂 配合, 制造无溶剂、 高固体、 粉末涂料及水性涂料 , 符 合近年的环保要求 , 并能获得厚膜涂层。环氧树脂 具有良好的加工性能, 配方灵活性, 加工工艺和制品 性能的多样性 。环氧树脂具有仲羟基和环氧基, 可以和异氰酸酯反应。经环氧树脂改性的水性聚氨 酯 , 其力学性能、 粘接强度、 耐水、 耐溶剂等性能都会 得到提高。但是, 环氧树脂也存在一些突出的缺点, 如韧性差、 抗冲击强度低、 固化后质脆, 从而限制了 其在某些领域内的应用。 2. 2. 2 展 环氧树脂改性水性聚氨酯在胶粘剂、 涂料上已 有应用报道。安徽大学 [ 2] 曾通过环氧树脂与聚氨酯 的接枝反应 , 合成了环氧改性聚氨酯分散体, 用所得 的分散体配制地板清漆 , 气味小 , 漆膜光泽好 , 有一 定的弹性 , 使用效果良好。姜守霞 , 孙威等 [ 3] 采用分 散体共聚合等方法, 研究了环氧树脂对水性聚氨酯 结构的交联改性, 得到了合理配方和适宜的反应条 件。测试结 果表明 , 当 E 20 含量 6. 0% ~ 8. 0% , DM PA 加入量 7. 0% ~ 8. 0% , EDA 用量 1. 0% , 中 环氧树脂改性水性聚氨酯的应用及研究进