水性聚氨酯的改性
水性聚氨酯胶黏剂改性方法分析[论文]
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水性聚氨酯胶黏剂的改性方法分析摘要：水性聚氨酯胶黏剂具有优良的化学黏结力，简便的粘结工艺，稳定性好，抗低温等优点，但是它自身具有一定的缺点。
水性聚氨酯胶黏剂初黏力较低、耐水性相对较差、硬度低等缺点。
为解决这些问题，我国的科研机构及科研人员不断加强对水性聚氨酯胶黏剂改性方法的研究，并取得了一定的成就。
本文主要介绍了一些水性聚氨酯胶黏剂的改性方法，并对其优缺点进行对比，以找出各种改性方法的适用领域，研究其发展趋势。
关键词：水性聚氨酯胶黏剂改性方法水性聚氨酯是一种把水当作分散介质的聚氨酯体系。
水性聚氨酯胶黏剂的溶剂为水，具有无污染，无毒性，良好的相容性，优良的机械性能，容易改性等优点，因而被当作环保型涂料和胶黏剂而得到广泛的应用。
尽管水性聚氨酯胶黏剂有很多的优点，但是仍然无法避免出现不足之处。
水性聚氨酯胶黏剂的成膜速度相对较慢，初黏力较低等缺点，另外水性聚氨酯胶黏剂还存在着较差的耐水性和耐溶剂性，硬度较低，手感不佳等缺点。
因此，多年来我国的研究机构和研究人员都对水性聚氨酯胶黏剂的改性进行深入研究，旨在提高水性聚氨酯的性能，改进不足，扩大应用领域。
目前，国内外的水性聚氨酯胶黏剂改进方法主要有环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸改性、纳米材料改性等。
一、国内外水性聚氨酯胶黏剂的研究现状及存在的问题水性聚氨酯胶黏剂虽然无毒环保，但是其在具体的使用当中仍然存在着许多的问题，有待进一步的改进。
1.1固含量相对较低当前我国的水性聚氨酯胶黏剂中固含量比较低，大多数仅仅占30%左右，致使水性聚氨酯胶黏剂的干燥速度降低，同时运输费用增高。
提高其固含量，有利于提高它的干燥速度，但是这通常又会引起黏度过大，乳液分散相对困难，降低稳定性等问题。
如何解决这些问题，是研究者们的一个重要课题。
1.2 固化速度相对较慢因水性聚氨酯胶黏剂的分散介质是水，而水的挥发速度和干燥速度比较慢，这导致水性聚氨酯胶黏剂的固化速度变慢，增加了能量的消耗，同时生产效率也有了很大的降低。
水性聚氨酯的合成与改性
中 国胶 粘 剂
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２０ ０７年 １ 第 １ ０月 ６卷第 １ ０期
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水 性 聚 氨 酯 的 合 成 与 改 性
司小燕 ， 郑水 蓉 ， 刘 喜宗 ， 陈欢庆
水 性 聚 氨 酯 （ Ｕ） 以聚 氨 酯 （ Ｕ） 脂 为基 ＷＰ 是 Ｐ 树
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（ 北 工 业 大 学 理 学 院 应用 化 学 系 ， 西 西 安 西 陕 ７０７ ） １ｏ ２
摘要 ： 以甲苯二异氰酸酯（Ｄ）聚 醚二 元醇（ ２ ０ 和二羟甲基丙酸（ ＭＰ 为主要原料 ， Ｔ Ｉ、 Ｎ ２） Ｄ Ａ） 采用三羟 甲基
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功能水性聚氨酯的改性研究进展
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水性聚氨酯及其改性方法
水性聚氨酯及其改性方法水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，WPU）是一种以水为分散介质的聚氨酯树脂。
相比于传统的有机溶剂型聚氨酯树脂，水性聚氨酯具有环保、无毒、低挥发性、易操作以及涂膜性能优良等特点。
因此，在目前的涂料、胶黏剂、纺织品等领域得到了广泛的应用。
水性聚氨酯的制备方法主要有两种：溶剂法和水分散法。
溶剂法是先将聚合物和有机溶剂混合，然后加入异氰酸酯单体进行反应，最后除去有机溶剂得到产品。
溶剂法制备的水性聚氨酯具有分散性好、颗粒细、粘度低等特点。
而水分散法是利用乳化剂或分散剂使聚合过程发生在水中，再通过蒸发水分形成聚氨酯分散体，最后通过过滤去除杂质得到产品。
水分散法制备的水性聚氨酯无需有机溶剂，更加环保。
1.交联改性：通过引入交联剂，如多异氰酸酯、多醇等，使聚氨酯形成三维网络结构，增强其耐磨性、耐化学品性、耐温性等性能。
2.聚合物分散法：将其他合成树脂或聚合物分散到水性聚氨酯中，形成复合体系，提高涂膜的性能，如增强耐候性、耐刮擦性、硬度等。
3.功能性改性：在水性聚氨酯体系中引入改性剂，如改善流平性和润湿性的表面活性剂、增强抗静电的导电剂等，以增强涂膜的特殊性能。
4.纳米增强：通过引入纳米颗粒，如氧化锌、氧化硅等，以增加涂层的硬度和耐用性。
5.共聚改性：将其他具有特殊功能的单体引入水的聚氨酯反应体系中，并进行聚合，以获得具有特殊性能的共聚物。
综上所述，水性聚氨酯作为一种环保、优良性能的树脂，广泛应用于各个领域。
通过不同的改性方法，可以进一步提高水性聚氨酯的性能，满足不同应用领域的需求。
随着技术的进步，水性聚氨酯的制备方法和改性方法也将不断创新和发展。
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1.原料准备：制备水性聚氨酯的主要原料包括聚醚、聚酯、异氰酸酯、链延长剂、分散剂和稳定剂等。
聚醚和聚酯可以通过聚合反应得到，异氰酸酯则可以通过对二异氰酸酯与胺类化合物的反应制备得到。
2.排列反应：将原料按照一定的配方比例加入反应釜中，首先进行排列反应。
排列反应是将异氰酸酯与聚醚或聚酯进行反应，生成预聚体。
在反应过程中，需要添加催化剂来促进反应的进行。
3.中和反应：排列反应后，需要进行中和反应。
在中和反应中，将异氰酸酯和胺类化合物进行反应，生成水性聚氨酯。
中和反应是将异氰酸酯中的异氰基与胺类化合物中的氨基进行化学反应，生成封链所需的尿素键。
中和反应需要在适当的温度下进行，并添加催化剂来加速反应的进行。
4.分散：在中和反应完成后，需要将生成的聚氨酯溶液分散到水中。
可以通过机械剪切、超声波分散等方法将聚氨酯溶液细分散于水中，形成稳定的水性聚氨酯分散体系。
在分散过程中，可以添加适量的分散剂和稳定剂，以提高分散体系的稳定性。
5.改性：(1)添加改性剂：可以向水性聚氨酯中添加改性剂，如增塑剂、助剂等，以调节聚合物的性能。
(2)添加交联剂：可以向水性聚氨酯中添加交联剂，如异氰酸酯交联剂、聚醚二异氰酸酯交联剂等，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。
(3)添加填充剂：可以向水性聚氨酯中添加填充剂，如无机填料、有机填料等，以改善聚合物的机械性能和耐热性能。
(4)进行交联反应：可以通过热固化或紫外固化等方法对水性聚氨酯进行交联反应，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。
6.应用：改性后的水性聚氨酯可用于涂料、胶黏剂、纺织品、皮革等领域。
在涂料领域，水性聚氨酯因其环保性能和优良的耐化学性能，逐渐取代传统的有机溶剂型聚氨酯涂料。
在胶黏剂领域，水性聚氨酯因其良好的粘接性能和耐候性，被广泛应用于胶水、胶带等产品中。
总之，水性聚氨酯的制备和改性方法主要包括原料准备、排列反应、中和反应、分散和改性等步骤。
通过选择合适的原料和改性方法，可以获得具有良好性能的水性聚氨酯产品，满足不同领域的应用需求。
水性聚氨酯的合成与改性研究
水性聚氨酯的合成与改性研究1. 本文概述本文聚焦于水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane, WPU）这一极具潜力的环保型高分子材料，对其合成方法与改性技术进行系统梳理与深入探讨。
水性聚氨酯以其优异的综合性能、良好的生物降解性和显著的环境友好性，在涂料、胶黏剂、纺织品整理、皮革涂饰、包装材料等诸多领域展现出广泛的应用前景。
随着社会对可持续发展要求的不断提升，以及相关法规对有害溶剂排放限制的日趋严格，水性聚氨酯的研究与开发已经成为高分子科学与工业界的重要课题。
本研究首先回顾了水性聚氨酯的合成原理，详述了其通过多元醇、异氰酸酯、扩链剂等基本原料的选择与配比，以及采用乳化、微乳液聚合、自乳化等不同途径制备水分散体的过程。
特别关注了预聚反应条件、亲水基团引入策略、乳化剂选择等因素对水性聚氨酯粒径分布、稳定性及最终性能的影响。
同时，针对不同的应用场景需求，探讨了不同类型水性聚氨酯（如阴离子型、阳离子型、非离子型等）的设计原则与合成特点。
在改性研究部分，本文归纳了近年来水性聚氨酯改性技术的最新进展，包括通过分子结构设计、功能单体共聚、纳米填料复合、表面接枝、交联反应等多种手段，以提升水性聚氨酯的力学性能、耐化学品性、热稳定性、生物相容性及功能性等。
特别强调了改性技术对于拓宽水性聚氨酯应用范围、满足特定行业标准、以及应对复杂服役环境挑战的重要性。
文中还对水性聚氨酯在各应用领域的实际案例进行了剖析，展示了其在提高产品性能、降低环境污染、推动绿色制造等方面的显著成效。
通过对现有文献的批判性评估与对比分析，揭示了水性聚氨酯合成与改性研究中的关键科学问题与技术瓶颈，并对未来可能的研究方向与创新点进行了展望。
总体而言，本文旨在为科研工作者、工程师以及相关产业界人士提供一份全面且前沿的水性聚氨酯合成与改性技术概览2. 水性聚氨酯的基本原理水性聚氨酯（Waterborne Polyurethanes，简称WPU）是一种以水为分散介质的聚氨酯分散体系。
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。
水性聚氨酯合成、改性及应用前景
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。
反应的整个过程中，关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。
由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性，与水可混溶且沸点低，因此在此法中多用丙酮作溶剂，故名“丙酮法”。
有机硅改性水性聚氨酯的研究
有机硅改性水性聚氨酯的研究一、本文概述随着环保理念的深入人心和科学技术的不断进步，水性聚氨酯作为一种环境友好型高分子材料，在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张处理剂、纤维处理剂以及高分子膜等多个领域得到了广泛应用。
然而，传统的水性聚氨酯在某些性能上仍存在一定不足，如耐水性、耐溶剂性、耐候性等方面的性能有待提升。
因此，通过改性提高水性聚氨酯的性能成为了研究的热点。
有机硅材料以其独特的结构和性能，如良好的耐水性、耐候性、耐化学腐蚀性等，成为了改性水性聚氨酯的理想选择。
有机硅改性水性聚氨酯不仅继承了水性聚氨酯的环保性，还大幅提升了其耐水、耐候等性能，拓宽了其应用领域。
本文旨在深入研究有机硅改性水性聚氨酯的制备工艺、性能表征及应用性能，探讨有机硅改性对水性聚氨酯性能的影响机理。
通过系统的实验研究和理论分析，为有机硅改性水性聚氨酯的工业化生产和应用提供理论支持和技术指导。
本文也期望通过这一研究，为推动水性聚氨酯材料的发展和应用做出一定的贡献。
二、有机硅改性水性聚氨酯的制备方法有机硅改性水性聚氨酯的制备主要涉及到有机硅化合物的引入和水性聚氨酯的合成两个主要步骤。
以下将详细介绍这一制备过程。
需要选择适合的有机硅化合物进行改性。
常见的有机硅化合物包括硅烷偶联剂、聚硅氧烷等。
这些化合物具有良好的耐水、耐候和耐化学腐蚀性能，能够有效提高水性聚氨酯的性能。
在选择有机硅化合物后，需要进行适当的处理，如水解、醇解等，以使其能够更好地与水性聚氨酯反应。
水性聚氨酯的合成通常采用预聚体法。
将异氰酸酯与多元醇进行预聚反应，生成预聚体。
然后，在预聚体中加入扩链剂、催化剂、水等，进行链扩展和乳化，最终得到水性聚氨酯乳液。
在合成水性聚氨酯的过程中，将处理后的有机硅化合物引入反应体系。
有机硅化合物可以与预聚体中的异氰酸酯基团发生反应，形成硅氧键，从而将有机硅链段引入水性聚氨酯分子链中。
通过控制有机硅化合物的加入量和反应条件，可以实现对水性聚氨酯性能的调控。
水性聚氨酯及其改性方法
随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放越来越受到限制。
因此，开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和光固化涂料已成为开发的主要方向。
水性聚氨酯（PU）涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。
但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制。
而聚丙烯酸酯（PA）乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故PU和PA在性能上具有互补性。
所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较好的应用前景。
利用有机硅和有机氟对水性聚氨酯进行改性，将各自优点融合起来，突出了环保和高效的特点，获得了更优的特性，因而得到人们的广泛关注与快速发展。
有机硅材料具有耐高低温、耐老化、耐臭氧、电绝缘耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
另外，由于氟原子半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的利紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率和高耐候性，含氟的聚氨酯树脂涂料就是一种可常温固化的具优异性能的涂料品种。
1.2 水性聚氨酯概述聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯（Ployurethnae，简称PU）。
通常所说的聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互反应而得的，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的依据聚氨酯材料的本身结构，可以分为体形与线形，一般由于所用原料官能团数目的不同，可以合成体形或线形结构的高分子，如当有机异氰酸酯和多元醇化合物均为二官能团时，即可得到线形结构得高聚物，若其中之一种或两种，部分或全部具有三个及三个以上官能团时则得到体形结构的聚合物，由于聚合物的结构不同，性能也不一样，利用这些性质，聚氨酯类聚合物可以用在橡胶、塑料、纤维、涂料、猫合剂、皮革、染整纺织等方面[1]。
水性聚氨酯的改性及应用
水 性 聚 氨 酯 的 改 性 及 应 用
曾 涛 罗 洁
（ 中南 林 业科 技大 学 材料 科学 与工 程 学院 ， 南 长沙 ４０ ０ 湖 １０４）
摘 要 简述 水性 聚氨 酯的性能特点和制备 方法 。针 对 当前水性 聚氨酯 所 面临的各种 问题 ， 如耐 水性差 ， 干燥 速
第２ ５卷 第 ７期 ２１ ０ １年 ７月
化 工时 刊
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Ｖｏ１２５， ． Ｎｏ． ７ Ｊ Ｉ ２ １ ｕ． ７． ０ １
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是分散介 质的不 同 ， 备水 性 聚 氨酯 的关 键 就在 于将 制 聚氨酯进行 水化 。 目前 常见 的方 法有 以下几 种 Ｊ 。
１ １ 丙酮 法 ．
该 法 首先 用聚 醚 或 聚酯 多 元 醇 与一 Ｎ Ｏ反 应 制 Ｃ
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度慢 ， 固含量低 ， 初粘性低 ， 对水 性聚氨酯进行改性 以满 足各 种不 同的应用需求是 当前水性 聚氨酯发 展 的重 点。水性 聚氨酯 在木器 、 张 、 纸 皮革 、 汽车等领域的应用 ， 以及未来 的发展前景 。
关键 词 水性聚氨酯 制备 改性 应 用
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。
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
水性聚氨酯的改性及水性聚氨酯涂料
水性聚氨酯的改性及水性聚氨酯涂料于良民,王秀娟(中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东青岛266003)摘 要:介绍了几种水性聚氨酯的改性技术,并对水性聚氨酯涂料的配制及其应用作了相关概述。
关键词:水性聚氨酯;改性;应用中图分类号:T Q32314;T Q63017 文章标识码:A 文章编号:1002-7432(2007)04-0044-03Modi fication of w aterborne polyurethane and w aterborne polyurethane coatingY U Liang -min ,W ANG X iu -juan(K ey Laborarory o f Marine Chemistry Theory and Technology ,Ministry o f Education ,Ocean Univer sity o f China ,Qingdao 266003,China )Abstract :Several m odifications of waterborne polyurethane were reviewed 1Then the formula and the application of water 2borne polyurethane coating were intruduced 1The m odification method included adjusting formula ,cross -linking ,add 2ing adjuvant and blending with s ome com pounds including acrylic resin ,epoxy resin ,silicon resin.The application field included m obile coating ,and building coating.K ey w ords :waterborne polyurethane ;m odification ;application 【收稿日期】2006-10-18;【修回日期】2007-06-04【作者简介】于良民(1964—),男,山东荣成人,教授,博士生导师,长期从事环保型海洋防护材料的研究开发工作,主持或参加完成国家和省部级科技攻关及其他项目二十余项。
水性聚氨酯树脂改性方法评述
水性聚氨酯树脂改性方法评述金志来*杨建军**王月菊张建安吴庆云吴明元刘楠楠(安徽大学化学化工学院,安徽合肥230039)摘要:主要从合成工艺改性和功能型化合物改性2个方面,对当前水性聚氨酯的改性方法(包括环保型辐射工艺)作了比较详尽的阐述。
在各种改性方法之间进行了对比,指出了各种改性方法的优缺点,并探讨了今后水性聚氨酯研究的发展趋势。
关键词:水性聚氨酯;工艺改性;综述中图分类号TQ31文献标识码AM odifiedM ethod ofW ater-based Pol yuret hane Resi n J i n Zhilai,Yang Jianjun,Wang Yueju,Zhang J i an.an,Wu Q i ngyun,Wu M i ngyuan,L i u Nannan(School of Che m istry and Che m ical Engineering,Anhui University,H efei230039,China) Abstract:The m odifi ed m ethod of water-based polyurethane fr o m synthestic tec hno l ogy mod ificati on(i ncl uding the Env ir on-m e nt-fri endly m odification m ethod of radiati on technical)and f unct i ona l co mpound m odif i cat i on were revie wed by co mparison of different m odification methods,poi nted out the advantages and disadvantages of the m.The research direction of water-base d po-l yurethane w as disc ussed also.K ey words:water borne po l yuret hane;technical m odification;revie w前言近十年来,保护地球环境的舆论压力与日俱增,降低挥发性有机化合物(VOC)和有害空气污染物(HAP)的呼声越来越高,传统的聚氨酯涂料由于VOC含量高而受到挑战,低VOC 的水性聚氨酯树脂乳液的开发引起了全世界的重视。
水性聚氨酯资料(科天化工)
三、水性聚氨酯的制备
1.
II.
制备原料
多异氰酸酯
脂肪族异氰酸酯，常用的主要有六亚甲基二异氰酸酯(HDI) 、3-异氰酸酯基亚甲基-3,5,5-三甲基环己基二异氰酸酯简 称异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、4,4-二环己基甲基二异氰 酸酯（H12MDI）和四亚甲基二异氰酸酯（TMXDI）等。 它们具有很好的光稳定性和柔韧性，同时耐水解性比芳香族 二异氰酸酯要好，因而用其合成的PU产品的储存稳定性好。 高品质的PUD一般采用脂肪族或脂环族异氰酸酯为原料。
四、水性聚氨酯性能表述
6. 耐水性
物理性吸水（聚醚型）和化学水解（聚酯型）； 测试方法 ：浸润法和液滴法
水性聚氨酯特点：存在亲水基团：采用改性、交联 或减少亲水基团含量的方法。
四、水性聚氨酯性能表述
7. 表面性能
表面张力； 水接触角 ；
亲水性和表面粗糙度是最主要的因素。
四、水性聚氨酯性能表述
三、水性聚氨酯的制备
1. 制备原料
聚合物多元醇 聚醚多元醇
主链上的烃基由醚键联结。聚醚多元醇具有柔韧度优越、 透气性好、水解稳定性、成本低廉等优点，但存在着对表面 能低的表面附着力差，耐紫外光和耐候性差等缺点。常用的 聚醚多元醇包括聚氧化丙烯醚二醇（PPG）、聚乙二醇醚 （PEG）、聚四亚甲基醚二醇（PTMG）和共聚醚二醇等。
我国的水性聚氨酯研制开发多以PPG为主要低聚物多元醇 原料，近年来，PTMG由于其优良的机械强度以及耐水解性， 应用越来越广泛 。
三、水性聚氨酯的制备
1. 制备原料
聚合物多元醇 聚酯多元醇
一般是由二元羧酸或酸酐与小分子二元醇（或二元醇与三元 醇的混合物）脱水缩聚而成。聚酯型聚氨酯强度高、粘结力好， 但也存在耐水剂性差和透气性低等缺点，并且其原料成本比聚醚 多元醇高。常用的聚酯包括己二酸与乙二醇、丙二醇、丁二醇、 一缩二乙二醇分别合成的聚酯二醇以及聚ε-己内酯（PCL），聚 碳酸酯（PC）等
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越高 ， 使得水性 聚氨酯被越来越广 泛地用于涂料 ， 胶粘剂 ， 织物整理剂等方面。 然而 ， 由于在分子 中
引入了亲水性 基团， 使得水性聚氨酯在耐水性 、 耐
溶剂性 、 耐候性等方面表现较差。 为改善水性聚氨 酯乳液及涂膜性 能、 扩大水性聚氨酯 的应用范围 ， 必须对其进行适 当的改性。 近几年来国内外对水性 聚氨酯的改性研究取得 了很大的进展 ， 本文综述 了
交联 反应 得 以进行 。
合成 Ｐ Ｕ的原料为多异氰酸酯 、 多元醇和扩链
剂， 只要其 中任一组分被三官 能度 以上 的原 料全
部或部分替代 ， 就能得到有 一定支化度和交联度
【 收稿 日期 】０ ６ ０ — ３ ２ ０ － １ ２ 【 作者简介 】 吴杰 ， ， 女 南京工业 大学材料科学 与工程学 院
甲基丙烯酸与丙烯酸酯等的乳液共聚合。 乳液中除 添加后交联剂己二酰肼外 ， 还加有双丙酮醇以提高
乳液稳 定性 。
Ｔ ｋｇ Ｎ ｂｙｋ等人通过含有羧基的端异氰酸 ａａｉ ｏｕｕｉ
酯化合 物和含有不饱 和双键 的多羟基化合物反应 合成含有双键的聚氨酯预聚物 ， 然后采用碱液 中和 羧基 ， 溶剂稀释 ， 再逐步分散到水中， 可获得高相 对分子质量的聚氨酯水分散液。 Ｔｎ ｉ 等人合成了一种低温 自交联的聚氨酯 ， ｅ 乙
这 方面 的最新 进展 。
添加内交联剂制得的 Ｐ 乳液仍是单组分体系 ， ｕ 其与乳液体系中的其它组分能稳定的共存 ， 这些内
交联剂 只有在使用时 由于乳液体 系的ｐ Ｈ值 、 温度 、 外部能量 ， 如紫外光辐射等 因素的变化才与聚氨酯 树脂中的官能团发生交联反应 ， 生成具有网状结构 的热固性聚氨酯树脂。 按乳液使用时发生交联 反应
烯基单体聚合物乳液。 其方法为：首先合成含有羧 基的聚氨酯预聚体并与乙烯基单体混合 ， 分散到水
．
为提高水性聚氨酯涂膜的耐水性和机械性 能， 可以合成具有适 当交联度的水性 聚氨酯乳液 ， 研究 证 明交联改性是提高乳液耐水性和机械强度最有
效 的改性 方法 之一 。 １１ 改变 Ｐ ． Ｕ的 合成原 料
在碱性条件下相 当稳定 ， 在聚氨酯乳液中能稳定存
在， 其交联反应 由酸催化进行 ， 涂膜在干燥过程中 由于水 及 中和剂 的挥发 ， 得涂膜 的ｐ 使 Ｈ值下降 ，
聚合物 ， 行双 丙 酮丙烯 酰胺 、 量 的二 乙烯基 苯 、 进 少
添加内交联剂和外交联剂 的方法 ， 通过双重作用对
聚氨酯 进行 交联 改性 。 １ 引入 乙烯基 单体 ． ４
在聚氨酯分子结构 中引入乙烯基单体 ， 合成同 时含有不饱和双键和亲水基团的单体 ， 最后利用乙 烯基单体中不饱和双键的反应性进行交联 。
应 用领 域 。 关键词 ：水性聚 氨 酯 ；改性 ；交联 ；复合 ；性 能
中图分类号：Ｔ ３． Ｑ６ ０１
文献标识码：Ａ
文章编号 ：１ ９ １９ （ ０６）４ ｏ １－ ４ ０ － ６６ ２０ ｏ －ｏ ７ ｏ ０
水性聚氨酯 （ Ｕ） Ｐ 是指聚氨酯溶解或分散 于水
的Ｐ Ｕ产 品 。 在 合 成 交联 型 Ｐ 但 Ｕ乳 液 时 ， 般 是 通 一
的条件可大致将其分为室温 固化型（ 根据体系 ｐ Ｈ值
１ 交联 改性技 术
改变 ）高温固化型、 、 氧固化型 、 光固化型 ４ 种。 室温 固化 型内交联技 术 ：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。 常用的常温交联剂有 甲醛 、 聚碳化二亚胺 、 氮丙啶 、 环氧类及异氰酸酯 类等。 碳化二亚胺 和 甲亚胺作 为早期 的内交联剂 ，
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第 ４ 卷第 ４ ４ 期
２０ ０ ６年 ４月
上海涂料
Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩ ０ＡＴＩ Ｃ ＮＧＳ
Ｖｏ． ４Ｎ ． １４ ｏ ４
Ａｐ ． Ｏ ６ ｒ２ Ｏ
水性聚萄酯昀改性
吴 杰 罗振 扬 黄 健 （ ． １南京 工业 大学 ２ ００ ；２ 南京林 业 大 学 ２ ０ ３ １０９ ． １０ ７） 摘 要 ：交联 改性 和复 合 改性是 近 年 来水 性 聚氨 酯 改性 方 法研 究 的重 点 ， 述 了各 种 改性 技 术 的基 本 论 理论 和 实施 方 法。通过 改性 可 以提 高水 性 聚氨 酯 的耐 水性 、 溶 剂性 和物 理 机械 性 能 ， 宽水 性 聚氨 酯 的 耐 拓
中而形成的一种二元胶状的聚氨酯树脂。 由于体系
不含或只含少量有机溶剂 ， 因此具备无毒 、 不易燃 、
不污 染环 境等 优点 ， 加之 目前有 机溶 剂 的价 格越 来
过使用多官能团扩链剂在 Ｐ 分子链 中引入支链结 ｕ 构。 因此 ， 近年来对新型交联剂 和多官能团扩链剂 的选择与合成 的研究 相 当活跃 ， 已成为提高水性
２０ 级硕士研究生 。 ０４
双丙酮丙烯酰胺 与 己二酰肼等也可用 于合成
室温 固化的水乳涂料 ， 以少量双丙酮丙烯酰胺参与 乳液共聚 ， 使所得共聚物链上带有酮羰基 ， 然后在
维普资讯 http://www源自ｌ ８上海涂料 第４ ４卷
此乳液中加进与酮羰基等当量或略低的己二酰肼 ， 混匀 ， 再配上其它助剂即得水乳涂料 。 这种方法也 适用于水性聚氨酯。 以自乳化型 的聚氨酯作为种子
高温 固化型 内交联技术 ：这类交联剂属于温 度敏感型 ， 在室温下相 当稳定， 高温时能分解出活 性基团参与交联。 氧固化型内交联剂 ：是将含不饱和键 的植物油 或其脂肪酸引人水性聚氨酯分子 中， 由金属催化剂 使大气中的氧产生游离基 ， 引发主链上的双键交联。 光固化交联法 ：向聚氨酯中加入光引发剂 ， 采