丙烯酸改性水性聚氨酯涂料研究与应用
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展丙烯酸酯改性水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane Modified with Acrylic Acid Ester）在近几年中引起了广泛的关注。
它具有优异的性能和广泛的应用领域，是一种有潜力的高性能材料。
本文将对丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展进行综述，从合成方法、性能调控以及应用领域三个方面进行阐述。
一、合成方法丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成方法主要有两种：乳化聚合法和分散聚合法。
乳化聚合法是通过将水溶性聚氨酯与丙烯酸酯在乳化剂存在下进行共聚反应得到。
此方法具有简单、操作方便、反应温度低等优点，合成的产品分散性好、性能稳定。
而分散聚合法则是通过将聚氨酯与丙烯酸酯分散在共溶剂中共同聚合得到。
此方法可控性好，可以通过改变反应条件来调控产品性能。
二、性能调控丙烯酸酯改性水性聚氨酯的性能可以通过改变聚氨酯段的结构以及调整丙烯酸酯的添加量来进行调控。
聚氨酯段的结构对材料的力学性能、热稳定性和抗水性能有着重要影响。
起硬段物中低分子量杂链段的引入可以改善力学性能，增强材料的耐磨性和拉伸强度。
而丙烯酸酯的添加可以改善水性聚氨酯的柔软性、耐磨性和耐化学性能。
此外，可以通过调整反应条件和配比来控制水性聚氨酯的粒径大小，进而调控粒子分散性和粘度。
三、应用领域丙烯酸酯改性水性聚氨酯在涂料、胶黏剂和封堵剂等领域具有重要的应用价值。
在涂料领域，丙烯酸酯改性水性聚氨酯可以用于喷涂涂料、木器涂料和工业涂料等。
它具有优异的附着力、硬度和耐候性，且不含有机溶剂，对环境友好。
在胶黏剂领域，丙烯酸酯改性水性聚氨酯可用于水性胶黏剂、纸张粘合剂和电子封装材料等。
它具有良好的粘接性能、拉伸强度和抗黏性，可满足不同应用场景的需求。
在封堵剂领域，丙烯酸酯改性水性聚氨酯可用于混凝土修补、管道封堵和地下工程封堵等。
它具有优异的粘接性能、流变性能和耐水性能，可在复杂的工程环境下有效封堵。
综上所述，丙烯酸酯改性水性聚氨酯在合成方法、性能调控和应用领域等方面取得了一定的研究进展。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的研究
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１ 实验部分
丙烯酸丁酯（Ａ ， Ｂ ）化学纯， 天津博迪化工有限公司； 偶氮
差， 耐水性差， 机械强度差等翻 。聚丙烯酸酯（Ａ 乳液具有机械 １ 试 剂 Ｐ） ． １ 温发粘和低温发脆等缺点［Ｐ ３ Ｕ乳液和丙烯酸酯通过化学共聚 二异丁氰 （１Ｎ ， １ 。 Ａ Ｂ ）化学纯， 上海山浦化工有限公司； 无水Ｌ－ － － ＥＡ， 上海实验试剂有限公司； 甲基丙烯酸甲酯 方法合成聚氨酯丙烯酸酯（Ｐ Ａ 复合乳液，能充分利用 Ｐ 胺 （Ｄ ）分析纯， ＣＵ ） Ｕ （ Ｍ ）Ｎ 甲基吡咯烷酮（Ｍ ）分析纯， Ｍ Ａ ，一 Ｎ Ｐ， 天津市博迪化工有
ｗｉｈ ｔ Ｍ ＭＡ ｎ Ｂ ａ ｄ Ａ．Ｔｈ ｅｆｃｓ ｆ ｉ ｔ ｔｒ ｙ ｅ ｎ ｍｏ ｏ ｒ ｏ ｔｎ ｏ ｔｅ ｒｐ ｒｉｓ ｆ ｅ ｆｅ ｔ ｏ ｎｉａｏ ｔｐ ａ ｄ ｉ ｎ ｍｅ ｃ ｎｅ ｔ ｎ ｈ ｐｏ ｅｔｅ ｏ ＣＰ ＵＡ ｅ ｌｉｎ ｎ ｉ ｆｌ ｍｕｓｏ ａ ｄ ｔ ｉｍ ｗｅｅ ｓ ｒ ｉｖ ｓｉａｅ ．Ｔｈ ｓｒｃｕ ｅ ｆ ｎ ｅｔ ｔｄ ｇ ｅ ｔ ｔｒ ｏ ＣＰ ｕ ＵＡ ｗａ ｃ ａａ ｔｒｚ ｄ ｙ ＥＭ． Ｉ ｓ ｈ ｒｃｅｉｅ ｂ Ｔ ｔ ｗａ ｆｕ ｄ ｕｔ ｈ ｔ ｓｎ ａｏ— ｉ－ｓ ｂ ｔｒｎ ｔｌ ＡＩ ｓ ｏ ｎ ｏ ｔａ ｕ ｉｇ ｚ ｂｓ ｉｏ ｕｙｏ ｉｒ ｅ（ ＢＮ） ａ ｄ ｉ ｎ ｐ ｔｓｉｍ ｐ ｒｕｆｔ ＫＰ ｏａ ｓｕ ｅｓ ｌ ｅ（ Ｓ） ａ ｃ ｍｐ ｓｔ ｉ ｉａｏ ｉｃｅｓ ｄ ｈ ｍｏ ｏ ｒ ｃ ｎ ｅｓｏ ａ ｓ ｏ ｏｉ ｅ ｎｔ ｔｒ ｎ ｒａｅ ｔ ｅ ｉ ｎ ｍｅ ｏ ｖ ｒｉｎ．Ｔ ｅ ｒｐ ｒ ｔｓｓ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ｐ ｏ ｅ ｙ—ｅｔ ｓｏ ｔａ ＣＰ ｅｈｉｉ ｔ ＵＡ ｘ ｂｔ ｓ
水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究
水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究水性聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液的制备及其改性研究摘要：水性聚氨酯（PU）乳液是一种广泛应用于涂料、胶粘剂、纺织品、皮革等领域的材料。
然而，由于其机械性能、耐久性和稳定性方面的局限性，对PU的改性研究成为目前研究的热点之一。
本文以聚醚型水性PU乳液为基础，通过丙烯酸酯的引入，制备了一种新型的聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液，并对其性能进行了改性研究。
一、引言水性PU乳液具有优异的物理和化学性能，但其力学性能和耐久性方面还有待改善。
丙烯酸酯（AC）是一种具有良好耐候性和耐磨性的聚合物，将AC引入PU乳液中可以显著改善其力学性能和耐久性。
二、实验方法1. 制备聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液通过改变聚醚多元醇/二异氰酸酯（IPDI）的配比、丙烯酸酯的引入量以及反应温度和时间等条件，制备了一系列聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液。
2. 表征方法使用红外光谱（FTIR）、动态力学热分析（DMA）、扫描电子显微镜（SEM）等技术对制备的复合乳液进行表征。
3. 性能测试对复合乳液进行力学性能、耐久性和稳定性等性能测试，比较原有PU乳液和复合乳液的差异。
三、结果与讨论1. FTIR分析结果表明，丙烯酸酯成功引入到PU乳液中。
2. DMA测试结果显示，引入丙烯酸酯后，复合乳液的玻璃化温度和弹性模量显著提高，表明其力学性能得到了改善。
3. SEM图像显示，复合乳液中的丙烯酸酯形成了均匀分散的微观颗粒，有助于提高涂膜的物理强度和粘附性能。
4. 力学性能测试结果表明，复合乳液的抗张强度、弹性模量和断裂伸长率都有明显的增加。
5. 耐久性测试结果表明，复合乳液具有更好的耐候性和耐磨性。
6. 稳定性测试结果表明，复合乳液具有良好的贮存稳定性，不易发生乳化分离现象。
四、结论通过将丙烯酸酯引入水性PU乳液中，制备了一种新型的聚氨酯—丙烯酸酯复合乳液。
通过对其性能进行测试与分析，发现复合乳液具有优异的力学性能、耐久性和稳定性。
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展水性丙烯酸酯涂料是一种环保型的涂料，具有良好的耐候性、耐水性和耐腐蚀性，被广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。
水性丙烯酸酯涂料在一些方面还存在着一些问题，比如耐化学性和耐磨性不够，这就需要对其进行改性研究。
本文主要介绍了水性丙烯酸酯涂料改性研究的进展，旨在提高水性丙烯酸酯涂料的性能，扩大其应用领域。
1. 改性剂的添加水性丙烯酸酯涂料的改性研究主要是通过添加各种改性剂来实现的。
常见的改性剂包括增塑剂、填料、增韧剂、抗氧化剂、紫外吸收剂等。
这些改性剂可以在一定程度上改善水性丙烯酸酯涂料的性能，比如提高其耐化学性、防腐蚀性和耐磨性等。
2. 纳米材料的应用近年来，纳米材料的应用在涂料领域得到了广泛关注。
纳米材料具有较大的比表面积和较小的尺寸效应，可以显著提高水性丙烯酸酯涂料的性能。
添加纳米氧化锌可以提高涂料的紫外防护性能；添加纳米硅胶可以提高涂料的耐磨性和耐化学性等。
3. 功能性单体的引入功能性单体是一种具有特定化学结构和功能的单体，可以通过引入功能性单体来改变水性丙烯酸酯涂料的性能。
引入含有羰基官能团的单体可以提高涂料的耐化学性；引入含有硅烷官能团的单体可以提高涂料的耐候性和耐水性等。
4. 高性能树脂的应用5. 新型交联剂的研究交联剂是一种可以在涂料固化过程中与树脂分子发生化学反应的物质，可以通过引入新型交联剂来改善水性丙烯酸酯涂料的性能。
引入多官能团交联剂可以提高涂料的耐磨性和耐化学性等。
水性丙烯酸酯涂料的改性研究是一个复杂而又关键的问题，通过添加改性剂、引入纳米材料、功能性单体、高性能树脂以及新型交联剂等手段，可以显著提高水性丙烯酸酯涂料的性能，从而满足不同领域的需求。
希望在未来的研究中，可以找到更多有效的改性方法，为水性丙烯酸酯涂料的应用提供更多可能性。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
中 国 胶 粘 剂
・３ ・ ４
ＣＨＩ ＮＡ ＡＤＨＥ Ｉ Ｓ Ｓ ＶＥ
２０ ０ ６年 ５月第 １ ５卷第 ５ 期
Ｖ ｌ１ ｏ５， ｙ ０ ６ ｏ。５ Ｎ ． Ｍａ ． ０ ２
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
赵灵霞 钱公 望 ２ ，
联 的作用 ， 因此 ， 此类产品能够单组分长时间稳定储
存 。 是 由于在涂 膜 的干燥 过程 中 ， 但 随着 水 和助溶剂 的挥 发 ， 膜 的玻璃 化 温度 （ｇ 不断 升高 ， 系粘度 涂 Ｔ） 体
从而使聚氨酯乳胶膜的性能得到明显改善［ 。 ２ 一 目 ， 前 丙烯酸酯改性水性聚氨酯的主要制备方 法有 ： 共混、 复合乳液共聚、 接枝共聚等 劈 法 。
（．华 南 理 工 大 学 环境 科 学 与 工 程 学 院 ， 东 省 广 州 市 １ 广 ５ ０ ４ ；２ 南 理 工 大 学 制 浆 造 纸 工 程 国 家 重 点 实 验 室 ， 东 １ ６ １ ．华 广
省广州市
５ ０４ ） １６ １
摘要 ： 详细 介绍 了丙烯酸酯改性水性聚氨 酯的三种 方法 ： 混改性 ， 其 复合 乳液共聚改性 ， 接枝 菸聚 改性 ，
烯 酸 良好 的 耐候性 和 耐水性 两 者 有 机 地结 合 起 来 ，
性 ，将富集于水 油两相界面 ， Ｄ 的酰肼部 位与 ＡＨ Ｄ Ａ 的羰 基进 行 脱 水反 应 ， Ａ Ｍ 形成 交 联 得 到腙 化合
物嘲 反应是 平衡 反应 ， 。 随着 水分 子的脱 除 ， 反应 向右 进行 ， 达到一 定 的交联 程度 。 水在 体系 中起着 阻碍交
综述 了国内外丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展。
关键词 ： 水性聚氨酯； 丙烯酸酯； 改性
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及应用研究
0前言
水 性 聚 氨 酯 （WPU）是 以 水 代 替 有 机 溶 剂 作 为 分 散 介 质 的 新 型 聚 氨 酯 （PU） 体 系 ， 可 广 泛 应 用 于 涂 料、胶粘剂、皮革涂饰剂和织物整理剂等方面。 因其 具备无毒、价廉、安全和不燃等优点以及自身性能的 不断提高，故表现出巨大的市场前景，并有逐步取代 溶剂型产品的趋势。 由于亲水性基团的存在， 使得 WPU 产品的耐水性、 耐溶剂性和耐候性等较差；而 聚 丙 烯 酸 酯 （PA）类 产 品 具 有 优 异 的 耐 候 性 、 耐 水 性、耐溶剂性和保光性，但不具备 PU 强 度 高 、弹 性 及粘接性能好等优点。 因此，PA 与 PU 在性能上具有 很好的互补性。 根据这一特点，人们采用了各种方法 将丙烯酸酯用于 WPU 乳液的改性研究， 其中效果较 好的是采用顺序的方法合成出同时含有 PU 和 PA 的 具有核壳结构的复合乳胶粒，这种乳胶粒有机地综合 了 PU 与 PA 的各自优点， 可显著提高 WPU 的耐水 性、耐溶剂性和耐候性等，因而发展十分迅速[1-3]。
1.3 试验制备 1.3.1 水性 PUA 的制备
称取聚碳酸酯己二醇酯， 放入四口瓶中真空脱 水；然后加入 DMPA、DBT 和丙酮，滴加 TDI，控制反 应 温 度 不 高 于 80 ℃， 反 应 3 h 后 稍 降 温 ； 再 加 入 HEA，70 ～75 ℃ 反 应 1.5 h 后 降 温 至 40 ℃ ； 加 入 MMA、TEA，搅拌 0.5 h；将反应混合物高速分散于水 中，并将引发剂（KPS）加入到上述分散液中，在 80 ℃ 左右自由基聚合 3.5 h；将此液体放入蒸馏装置中，搅 拌升温至 55～60 ℃开始抽真空（真空度为 54～62 kPa） 蒸出丙酮，得到 PUA 乳液（测得 pH 值为 7），冷却后 出料。 其工艺流程如图 1 所示。
丙烯酸改性水性聚氨酯的研究
固含量 采用恒 重法 来 测 定 ， 分 析 天平 上 称 取 Ｉ 在
～
２ 左 右 样 品 于 称 量 皿 中 ， 室 温 将 水 和 有 机 溶 剂 ｇ 在
ＯＲ Ａ Ｃ ， ｅ ｅｓｖ ＵＳ ８ Ｇ ＮＩ Ｓ Ｎ ｗ Ｊｒｅ ， Ａ；５—２恒 温 磁 力 加 热 搅拌器 ， 山东 巩 义 予华 ； Ｗ２ ． 置 式 搅 拌 器 Ｉ Ｒ ０ ｎ顶 ＫＡ 机械式搅 拌 器 ， 国 Ｉ Ａ； Ｊ Ｂ型 旋 转 粘 度 计 ， 德 Ｋ ＮＤ 一１ 上海 昌吉 ；ｓ０ Ｌ８０台式激 光 粒度 分 析 仪 ， 海 ＯＥ ； 珠 ＭＣ
（ 湖南省医药学校 ， 湖南 长沙 摘 ４ ００ ） １０ ０
要： 以低 聚物多元醇、 ＭＰ 、Ｐ Ｉ 为原料 ， Ｄ Ａ ＩＤ 等 采用 先溶液聚 合 ， 后乳化 的方
式制备了水性形状记忆聚氨 酯。讨论 了 Ｄ Ａ的用量 、 聚合物 醇含 量、 ＭＰ 低 软段 的种 类等因素对水性形状记忆聚氨 酯（ ｕ 及乳液性 能的影响 ， ｗＰ ） 并通过在 水性聚氨 酯中 引入丙烯酸来配制乳液 ， 使改性后的乳液既保留 Ｐ ｕ的优 良性 能 ， 也对 涂膜性能 的改 善以及 Ｐ Ｕ成本 的降低大 有好 处 ， 同时还 能减少溶液性 Ｓ Ｕ对环 境的危害 ， ＭＰ 获得环
挥 发 出来 ， 后置 于 恒 温 真 空 干燥 箱 中加 热 ２小 时 ， 然 取 出在 天平 上称 重 ， 然后 再 放 入烘 箱 中加 热 ， 隔 １ 每 Ｏ
分钟取 出称 重 ， 重复 上 述 实 验 步 骤 ， 到 连续 两 次 称 直
样 的质量差 值在 ０ ０９范 围 内 ， ．１ 固含量 按下 式计算 ：
保型 的材 料 ， 拓宽 Ｓ Ｕ的应 用领 域。 ＭＰ
丙烯酸酯类改性水性聚氨酯的合成与性能研究
丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究
作者简介 ： 李凤妍 （９ ２ ） ， １ ８－ ， 天津市人 ， 女 在读硕士研究生。研究方 向为丙烯酸酯乳液及水ｌ聚氨酯合成与改 陛。Ｅ ｍ ｉ ｆ ｇａ １２ ２ ｅ． ｍ 生 － ａ ： ｎｙｎ １＠ １ｎ ｏ ｌｅ ｅ 通讯作者 ： 王平华。Ｅ ｍ ｉ ｐ ｗ ｎ ＠ ａ ． ａ． － ａ ：ｈ ａｇ ｍ ｉ ｈ ｎ ｌ ｌ ｃ维普资讯 ２０ 源自 ７月第 １ 卷第 ７期 ０７ ６
Ｖｏ．６ Ｎ ． Ｊ １ ０ ７ １１ ｏ７，ｕ． ０ ２
中 国 胶 粘 剂
ＣＨＩ ＮＡ ＡＤＨＥ Ｉ Ｓ ＳＶＥ 一３ 一 ７
丙烯酸酯改性水性 聚氨酯乳液的制备及性 能研究
李凤妍 ，刘春华 ，彭二英 ，王平华
晴 （ ＩＮ）分 析 纯 ， 海 试 剂 一 厂 ； ＡＢ ， 上 乙二 胺 （ Ｄ 、 Ｅ Ａ）
１ ． 固含 量 的 测 定 ．４ ２
按 Ｇ ７ １ １９ Ｂ１ ２ —９ ５进行 测量 ， 在烘箱 中于 １０ｏ ０ Ｃ
下烘干至恒重。
１ ． 透射 电镜 分析 ．５ ２
甲基丙烯酸 甲酯 （ Ｍ ）分析纯 ， Ｍ Ａ， 中国医药 （ 团） 集
对 不 同 改 性 方法 制 得 的乳 液 及 涂 膜 的 性 能 进 行 了 初 步探 讨 。 Ｉ ． 预聚 体 中－ ．２ ２ ＮＣＯ 含量 测 定 甲苯一 正 丁胺法㈣。 二
１ ． 胶 膜 吸 水率测 定 ．３ ２
从胶膜上剪取 ３ ｍ ３ ｍ的试样 ， ０ ￣０ ｍ ｍ 称其质量 为ｍ， 。 室温下浸泡在去离子水中 ， 后取出胶膜 ， ２ｈ ４ 用滤纸迅速擦干表面的水分 ， 称其质量为 ｍ 。按下
１ ． 热失 重分析 （ Ｇ ．８ ２ Ｔ Ａ） 用 Ｓ ｉａｚ 公 司的 Ｄ Ｇ ６ Ｈ热失 重 仪进行 测 ｈｍ ｄｕ Ｔ 一０
水性聚氨酯胶粘剂的开发与应用研究进展
水性聚氨酯胶粘剂的开发与应用研究进展杜郢,代飞,沈千红(江苏工业学院化工系,江苏常州213016) 收稿日期:2007-05-10作者简介:杜郢(1957-),女,高级工程师,从事胶粘剂、特种蜡、切削液及油田化学等研究工作,发表论文30余篇。
摘要:简述了水性聚氨酯胶粘剂的定义,及其在植绒、多种层压制品、复合包装、木材粘接、鞋用以及压敏胶等方面的应用。
介绍了水性聚氨酯胶粘剂的研究现状及多种改性方法的技术特点,如:丙烯酸酯改性、环氧改性、聚硅氧烷改性、纳米材料复合改性等。
指出了水性聚氨酯胶粘剂的发展方向。
关键词:水性聚氨酯;胶粘剂;改性;应用中图分类号:T Q433.4+32;T Q436+.5 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2007)05-0032-04 水性聚氨酯胶粘剂(简称P U 胶)是水性胶粘剂中的重要一类,以其优良的粘接性、突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温等特性,近年来得到了迅速发展。
1 水性PU 胶的定义及分类水性P U 胶是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。
其分类方法很多,按外观和粒径可分为3类,即聚氨酯乳液、聚氨酯分散液和聚氨酯水溶液。
实际应用最多的是聚氨酯乳液和分散液[1]。
1.1 聚氨酯乳液聚氨酯乳液是指水分散体中含有乳化剂的聚氨酯分散体系。
可通过外乳化法制得。
其粒径>0.1μm,外观白浊。
由于这种聚氨酯不易溶于水,因此需通过强力搅拌,依靠剪切力和大量乳化剂作用将聚氨酯强制乳化分散于水中。
大多数外乳化聚氨酯乳液的产品粒径粗大,且亲水性小分子乳化剂的残留,会影响固化后聚氨酯胶膜的性能,现在已经逐步向自乳化聚氨酯分散液方向发展。
1.2 聚氨酯分散液通常将不含有乳化剂的聚氨酯分散体叫水性聚氨酯分散体,或聚氨酯分散液,其粒径在0.001～0.1μm,外观半透明,可通过内乳化或自乳化法制得。
采用带有成盐亲水基团的物质与预聚体的—NC O 基团反应生成亲水的聚氨酯盐,这种聚氨酯盐不用加入乳化剂,经搅拌可直接分散于水中得到半透明分散体。
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”。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的研究进展简述了丙烯酸酯改性水性聚氨酯4种常用的改性方法：嵌段共聚改性、接枝共聚改性、核-壳乳液聚合改性和互穿聚合物网络改性（IPN）；综述了国内外丙烯酸酯改性水性聚氨酯研究进展。
标签：水性聚氨酯；丙烯酸酯；改性1 前言聚氨酯（PU）性能优异，具有良好的力学性能、耐磨性、柔韧性、耐化学品性，附着力强、成膜温度低、保光性好，可以室温固化，因此在涂料、胶粘剂及油墨等许多领域都得到广泛的应用[1，2]。
目前聚氨酯油墨、胶粘剂等多以溶剂型为主，有机挥发物（VOC）对大气污染，严重破坏了人类的生态环境[3，4]。
水性聚氨酯（WPU）以水为分散介质，不含有机溶剂，不燃、无毒、不污染环境、易运输保存，使用方便且软硬度可调、耐低温、耐磨性好及粘附力强，特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷品[5～7]。
然而，WPU还存在耐水性差、耐高温性能不佳、固含量低等缺点。
为了提高乳液及膜性能，扩大应用范围，需对PU乳液进行适当的改性。
丙烯酸酯乳液具有较好的耐水性、耐候性，但存在硬度大、不耐溶剂等缺点。
用丙烯酸酯对WPU改性，可优势互补[8～10]。
2 丙烯酸酯改性WPU的方法目前，丙烯酸酯改性WPU的主要制备方法有嵌段共聚、接枝共聚、核-壳乳液聚合和互穿聚合物网络（IPN）[11]。
2.1 嵌段共聚丙烯酸酯嵌段共聚改性WPU的方法主要有双预聚体法和不饱和化合物封端法2种[12]。
双预聚体法是用丙烯酸酯改性WPU的较早的方法之一，此法首先制得含羧基和羟基的聚丙烯酸酯，再制备以—NCO封端的水性聚氨酯预聚体溶液，然后水性聚氨酯预聚体溶液和聚丙烯酸酯反应，最后进行扩链，即可得到嵌段共聚物。
不饱和化合物封端法是用具有C=C的不饱和化合物对水性聚氨酯预聚体封端，再与丙烯酸酯单体共聚[13]。
任天斌等[14，15]以甲苯二异氰酸酯、聚异丙二醇、甲基丙烯酸羟乙酯及二羟甲基丙酸为原料，通过分子设计合成了带有双键的阴离子水性聚氨酯预聚体（APUA）可聚合乳化剂。
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用0综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和应用,介绍了防腐蚀水性聚氨酯涂料、防水水性聚氨酯涂料、防霉杀菌水性聚氨酯涂料、阻燃水性聚氨酯涂料、抗涂鸦水性聚氨酯涂料等功能性水性聚氨酯涂料的特点和研究进展,并指出了功能性水性聚氨酯涂料的热点研究方向。
关键词:水性聚氨酯涂料功能性涂料进展聚氨酯(PU)是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物,分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(-NHCOO-)外,还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。
聚氨酯被誉为性能最优异的树脂,以其制得的涂料具有许多优异的性能,如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。
但是,传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂,对人类健康和环境造成危害。
此外,双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。
因此,随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视.水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。
水性聚氨酯涂料,不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工方便、易于清理等优点,还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能[3],因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。
为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。
本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。
含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯纳米复合乳液制备及性能研究
乳液粘度 的测 定：２ ℃，Ｎ Ｊ７ 型旋转粘 度计 ， ５ Ｄ ．９ 上海 瑞纺仪器 有 限公司；乳 液粒 径测定 ：Ｌ ．３ Ｃ ｕｔ Ｓ２ ０ ｏ ｌ ｒ ｅ 激光粒 度仪 （ 美国库 尔特 公司 ） 表面 自由能测 定： Ｊ ． ； ＪＣ Ｉ 型接 触角测量 仪（ 长春市第 五光学仪器厂） ，将 乳液于玻 璃片 上成膜 ，在 室温下测定静态接 触角 。涂膜力 学性能
８。 ０Ｃ反应 １ ；剩余 单体每反应 １ ｈ ｈ滴加一 次 ，４次滴加
业化生产 ；本文通过种子乳液 聚合法 ，先制备 出用丙烯 酸羟 乙酯单 体部 分单 封端 的聚氨 酯大 分子 单 体水 分散
体 ，然 后通 过常规 的乳液聚合 方法 ，使该 Ｐ Ｕ大 分子单 体与 （ 含氟 ）丙烯酸 酯类 单体共聚 ，形成 具有核 壳结构
丁胺滴 定法分析 ＮＣ Ｏ基 团的含 量 ，当达 到设计值 时，
加入 丙酮降低粘 度 ， 加入 计量 的 Ｈ Ａ， Ｅ 继续反应 至 Ｎ Ｏ Ｃ
含量保 持不变 为止 ， 得到端基含 有 Ｃ Ｃ双键 的聚氨酯 —
为涂饰 剂应用于皮革 中，使得涂饰皮 革覆盖 力强 ， 强度
高 ，光亮美观 ，革身丰满 ，粒 纹清晰 ，富有 弹性，耐溶
本文通过种子乳液聚合法先制备出用丙烯酸羟乙酯单体部分单封端的聚氨酯大分子单体水分散体然后通过常规的乳液聚合方法使该pu大分子单体与含氟丙烯酸酯类单体共聚形成具有核壳结构的pua纳米复合乳液研究表明该乳液粒径在100nm左右表面自由能显著降低工艺简单乳液涂膜具有良好的物理机械性能优良的耐水性透明度高而且符合环保要求是皮革涂饰剂的理想选择
法获得具有核 壳结构的水性 Ｐ Ａ 纳米复合 乳液 ，详 细 Ｕ
丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的研究进展
丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液的研究进展综介绍了丙烯酸酯改性水性聚氨酯的几种改性制备方法及其优缺点，其中包括：物理共混改性，交联共混改性，接枝共聚改性，核-壳结构乳液聚合改性，互穿网络法改性等。
综述了国内外的研究现状及今后研究发展方向。
标签：水性聚氨酯（WPU）；丙烯酸酯（PA）；改性1 前言压WPU因具有优异的耐磨性、耐寒性、柔韧性、耐有机溶剂性以及价廉，安全，无污染而具有巨大的市场前景[1]。
但是，WPU仍存在固含量低、自增稠性差、耐水性差、不耐高温以及光泽度低等缺点。
丙烯酸酯（PA）具有较好的耐化学性、力学性能、耐水性和耐候性等，但其也存在硬度大、不耐溶剂等缺点。
将WPU和PA 2者的优点有效地结合在一起，就出现了“第3代新型WPU”[2]。
目前国外已对水性聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液改性进行了较多的研究开发，乳液及其胶膜的性能都得到了明显改善[3，4]。
对第3代水性聚氨酯的理论研究较为透彻。
国内近几年对PUA复合乳液进行了研究[5]。
改性方法包括物理共混改性，化学共混改性，接枝共聚改性，核-壳结构乳液聚合改性，互穿网络法改性及其他改性等。
2 水性聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液的制备方法及对比分析2.1 物理共混改性法物理共混法是最简单的复合改性方法。
该方法是将PU和PA的合成分开进行，先通过常规方法制备稳定的PU乳液和PA乳液，再通过机械搅拌，使2者均匀混合，得到共混型PUA复合乳液。
邵菊美等[6]采用物理共混法对自制的WPU进行改性，并通过X射线衍射、热重分析（TGA）等手段对PU/PA体系的结晶度、热性能、力学性能等进行研究。
结果表明共混改性的复合乳液胶膜性能相对于WPU有明显提高；PU和PA 有较好的相容性，但仍存在一定程度的相分离，这主要是由于PU氨酯键上的极性氢原子与PA链段中酯基上的氧原子所形成的氢键作用不太强所致。
Rink[7]在共混时添加少量表面活性剂OP-10，以求提高PU和PA的相容性，然而所得体系不稳定，胶膜不透明，力学性能较差。
丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的研制
在 配 制 过 程 中加 入 三 乙胺 ， 整 乳 液 的 ｐ 值 。 调 Ｈ
１４ 分 析 与 测 试 ．
实 验 样 品 通 过 旋 转 粘 度 计 测 定 其 粘 度 ， 后 刷 然
涂在黑 片和玻璃板上 ， 到完全干燥后测定 其光泽 、 待 硬度 、 冲击 性 、 韧 性 等 ， 中： 泽 采 用 Ｇ ／ 耐 柔 其 光 ＢＴ １４ ７ ３—７ （９ 清 漆 光 泽 测 定 法 ； 度 采 用 Ｇ ／ ７ ０ ９ ８） 硬 Ｂ Ｔ １３
碳 公 司 ； 乙二 醇 乙 醚 ： 学 纯 ， 口试 剂 ； 甲基 吡 二 化 进 Ｎ 咯烷 酮 ： 学 纯 ， 国 医 药 上 海 化 学 试 剂 公 司 ； 乙 化 中 三 胺 ： 析 纯 ， 州 试 剂 厂 ； 湿 剂 ： ｅｏ公 司 ； 分 散 分 广 润 Ｔｇ 蜡 液 Ａ Ｕ Ｃ Ｒ ３ ：Ｙ Ｑ Ａ Ｅ ５ １ Ｂ Ｋ公 司 ； 泡 剂 ： ｅｏ公 司 ； 稠 消 Ｔｇ 增 剂 Ｓ 汉 高化工有 限公 司。 Ｎ：
高。
关键 词 ： 性 聚 氨 酯 聚 氨 酯 一丙 烯 酸 酯 水
改 性
水 性 聚 氨 酯 具 有 良 好 的 物 理 机 械 性 能 、 异 的 优 耐寒性 、 弹性 及 软 硬 度 随 温 度 变 化 不 太 大 等 优 点 ， 在 胶 粘 剂 、 料 和 油 墨 领 域 得 到 广 泛 的 应 用 。但 水 性 涂
聚氨 酯 涂 膜 耐 水 性 不 好 ， 械 强 度 不 及丙 烯 酸 树 脂 。 机
丙烯酸乳 液涂膜具 有机械 强度高 、 老化 、 耐 耐候 性 好
和 耐 水 性 好 等 优 点 ， 存 在 热 粘 冷 脆 的 缺 点 。将 水 但
性 聚 氨 酯 树 脂 和 丙 烯 酸 乳 液 复 合 ， 克 服 各 自的 缺 能 点 ， 到 扬 长避短 ＿ ， 涂膜 性 能得 到明 显 的改善 。 做 ｌ 使 ｊ 丙 烯 酸 改 性 水 性 聚 氨 酯 的 途 径 可 分 为 四类 ［， 和 聚 丙 烯 酸 酯 （ Ａ） 液 物 理 共 混 Ｐ 乳 Ｐ 乳
高性能水性聚氨酯涂料研究进展
高性能水性聚氨酯涂料研究进展摘要：随着环保法规日益严格，水性聚氨酯涂料的应用越来越广，高性能水性聚氨酯涂料成为研究热点。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向，并对高性能水性聚氨酯涂料未来的应用前景进行了展望。
关键词：高性能；水性聚氨酯涂料一、引言聚氨酯涂料是指以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，在配以颜料、溶剂、催化剂、及其它辅助材料等所组成的涂料。
聚氨酯涂料具有较强的耐磨性、优良的附着力、优良的耐油、耐酸碱、耐水以及耐化学药品等耐腐蚀性能，因而广泛地应用于车辆、船舶、航空、电子、建筑、桥梁、机床、木器及室内装潢等领域的装饰和保护中。
聚氨酯涂料种类繁多，其中按分散介质或其形态分为溶剂型、无溶剂型、高固体性、水分散型、粉末涂料型等。
近年来，随着人们环保理念的增强和环保法规的日益严格，聚氨酯涂料市场也以绿色环保为发展方向，各种环保型涂料被相继开发并广泛应用。
到2025年，涂料行业总产量预计增长到3000万吨左右，其中环境友好型涂料品种将占涂料总产量的70%。
环保聚氨酯涂料中，水性聚氨酯涂料是是目前综合性能最好的防水涂料之一，具有成膜性好、延伸率大、粘结力强、耐油耐酸碱化学品和装饰性好等优良性能。
但是，水性聚氨酯涂料在成本、耐水性、与基材润湿性、施工与应用性能方面也存在许多缺点。
随着生活生产中对水性聚氨酯(WPU)涂料性能方面要求的提高，寻求高性能的水性聚氨酯涂料越来越受到广泛关注。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向，并对未来的应用前景进行了展望。
二、高性能水性聚氨酯涂料研究进展目前，高性能水性聚氨酯涂料的研究主要集中在以下两个方向。
一是利用聚氨酯分子的可设计性，在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构，如含氟、含硅聚合物链，使涂膜具有更多的功能性，如优异的表面性能、耐高温性、耐水性和耐候性等；二是引入各种纳米粒子，增强复合涂料的性能。
具体研究情况如下。
2.1.1 有机硅改性水性聚氨酯涂料有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、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。
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展
水性丙烯酸酯涂料改性研究进展水性丙烯酸酯涂料是一种环保型涂料，具有高固含量、低挥发性、无毒、无味等优点，在建筑、家具、汽车等领域有着广泛的应用。
水性丙烯酸酯涂料在硬度、耐磨性、耐化学品性等方面表现并不理想，因此如何改性提高其性能一直是研究的热点。
本文将介绍水性丙烯酸酯涂料改性的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考。
一、改性方法1. 添加无机添加剂无机填料、纳米材料等被广泛应用于水性丙烯酸酯涂料的改性中。
硅酸盐纳米颗粒能够提高涂层的硬度、耐磨性和耐化学品性能，同时还能提高涂膜的光泽度和抗粘附性。
钛白粉是一种优质的光学亮度提升剂，添加后可提高涂料的遮盖力和光泽度。
氧化锌、氧化铝等无机填料也能起到增强性能的作用。
2. 共混改性将不同种类的树脂进行共混改性，可以使水性丙烯酸酯涂料兼具不同树脂的性能优点，从而在涂料的硬度、耐磨性、耐化学品性等方面得到提高。
聚氨酯树脂与丙烯酸酯树脂的共混可以提高涂料的弹性和耐磨性；乳液聚合物与环氧树脂的共混可以提高涂料的硬度和耐化学品性。
3. 添加表面活性剂表面活性剂的添加可以在涂层中形成更均匀、更紧密的表面，从而提高涂料的抗污染性和耐化学品性。
表面活性剂的作用还可以增强涂料的附着力和流平性。
研究表明，采用合适的表面活性剂可以提高水性丙烯酸酯涂料的光泽度和硬度。
二、研究进展1. 纳米材料的应用近年来，纳米材料在水性丙烯酸酯涂料改性中得到了广泛应用。
纳米二氧化硅、纳米氧化铝等纳米材料被用作填充剂添加到涂料中，可以显著提高涂料的硬度、耐磨性、耐化学品性等性能，同时不影响涂层的透明度和光泽度。
纳米材料的应用还可以提高涂料的防腐蚀性能和抗老化性能。
未来，随着纳米材料的研究和应用水平的不断提高，纳米材料将在水性丙烯酸酯涂料改性中发挥越来越重要的作用。
三、发展趋势水性丙烯酸酯涂料改性技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 多功能性改性剂的研发未来，研究人员将继续致力于多功能性改性剂的研发，以实现涂料性能的多向提升。
丙烯酸在聚氨酯中的作用
在聚氨酯体系中，丙烯酸并不直接参与到聚氨酯的主体结构中形成聚氨酯树脂，但是丙烯酸或其衍生物可以与聚氨酯结合以制备出具有特定性能的复合材料——丙烯酸改性聚氨酯。
1. 改性作用：
- 丙烯酸或者甲基丙烯酸等单体可以通过化学反应引入到聚氨酯分子链中，如通过共聚、接枝等方式形成聚氨酯-丙烯酸酯共聚物。
这种改性能够提高聚氨酯的耐候性、硬度、附着力以及光稳定性。
2. 交联增强：
- 在某些配方中，丙烯酸官能团可以通过自由基聚合、辐射固化等方式与其他功能基团（如羟基、羧基、环氧基等）发生交联反应，使得聚氨酯形成更紧密的三维网络结构，从而显著改善机械性能和耐化学性。
3. 水性涂料应用：
- 在水性聚氨酯涂料中，丙烯酸乳液可以与水性聚氨酯混合使用，既利用了聚氨酯优异的粘结力、弹性和耐磨性，又结合了丙烯酸树脂良好的耐水性、耐候性和快速干燥性，这样制成的丙烯酸聚氨酯复合涂料具有优良的综合性能，广泛
应用于建筑、汽车、家具等领域。
因此，丙烯酸在聚氨酯中的作用主要是通过化学改性或物理共混的方式，提升聚氨酯材料在特定应用场合下的性能。
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。
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丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的研究与应用摘要：本文主要综述了丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的目前研究状况及其应用，介绍其国内外发展状况，研究进展以及其特性。
关键词：聚氨酯、涂料、丙烯酸、改性、发展状况.涂料是起保护、装饰和功能作用的一类精细化工产品。
它广泛应用于各类建筑物的装饰保护、各类钢铁设施(如码头、海洋石油钻井平台、石油化工装备、输送管道、输变电塔和桥梁等)的防腐保护以及各种工业制品(如飞机、火箭、人造卫星、汽车、船舶、机械电子和轻工家电等)的装饰保护等，可以说涂料在人民的生活中已无处不在，涂料已经与国民经济的各行各业紧密联系在一块了，因此涂料的生产和消费水平已成为一个国家经济发展水平的重要标志之一。
水性涂料由于以水为分散介质，而且由于水性涂料主要由水作为溶剂，不仅成本会远低于有机溶剂(可比溶剂型涂料低20％)，还具有运输、贮存安全方便，可节约大量安全经费等优点。
涂料的性能主要取决于基料，要提高水性涂料的性能，应该从研究开发高性能水性树脂着手。
目前水性涂料中应用最多的是聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸酯(PA)乳液，二者在性能上具有很强的互补性，由二者通过化学共聚改性得到的聚氨酯一丙烯酸酯(PUA)复合乳液可以配制性能优异的水性涂料，并可用作塑料涂料、汽车修补用罩光涂料以及一般工业用涂料等。
聚氨酯从20世纪30年代开始发展,而在40年代才有少量水性聚氨酯的研究,如1943年德国化学家Schlack在乳化剂及保护胶体存在下,将二异氰酸酯在水中乳化首次成功制备出聚氨酯乳液。
1953年Du Pont公司的研究人员将二异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水,用二元胺扩链,合成了水性聚氨酯。
但是当时聚氨酯材料科学刚刚起步,水性聚氨酯还未受到重视直至1967年才首次工业化,1972年拜耳公司正式将聚氨酯水分散体作为皮革涂料进行大批量生产。
20世纪七八十年代,美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用,一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应,如德国Bayer公司的Dis percoll KA等系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶黏剂KR系列等。
自20世纪90年代后期,水性聚氨酯的应用领域开始不断拓宽,在PVC黏结、汽车内饰件、涂层、涂料等方面都有一定的工业化应用.我国从1972年开始研究水性聚氨酯,20世纪90年代,安徽大学、丹东轻化工研究院、成都科技大学(现四川大学分部)等的PUD技术成果都先后被转化。
目前,我国已有不少领域应用水性聚氨酯产品,但其中许多高档产品仍然不能自给,因此自主研发高性能水性聚氨酯就成为国内聚氨酯领域最热门的方向之一。
1.水性聚氨酯的性能特点：水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液，水分散液和水乳液，是以水为介质的二元胶态体系。
它不含或含很少量的有机溶剂，其粒径小于0.1，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点对纸张、-1-木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃、皮革等均有良好的粘附性.水性聚氨酯分散体与其它类型的水性树脂相比还具有以下优点：(1).分子组成变化范围广，可赋予树脂不同的性能特点(可软可硬，可以根据需要设计和调节)；(2).分散于水中，无游离的异氰酸酯，毒性很小；(3).有优异的附着力和综合的物理机械性(耐磨性、抗冲击性、强度、弹性)；(4).具有良好的低温成膜性和柔韧性：(5).与其它水性树脂相比，具有较高的表面光泽和丰满度，流平性好；(6).施工方便，干燥速度快：(7).溶剂含量少，符合VOC排放要求，甚至可做到零VOC。
(8).脂肪族异氰酸酯对光稳定，户外耐候性好；2.水性聚氨酯的改性含有单一的聚氨酯结构的水分散体，其成膜物的性能难以满足实际应用的需要，为了改善水性PU的综合性能，同时降低原材料成本，PU改性成为近年来水性聚氨酯发展的一个主要方面。
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大等优点，但其耐高温性能不佳，耐水性差。
丙烯酸脂乳液(PA)其有较好的耐水性、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。
用丙烯酸酯对水性聚氨酯进行改性，主要有以下一些方法：(1)使两者发生物理共混，即将水性聚氨酯与聚丙烯酸酯放在一起进行共混。
由于聚氨酯的软段有较好的包容性，依靠分子间作用力与丙烯酸酯的分子链共同构成非晶区，而丙烯酸酯的晶区则较均匀地散布在材料中，可以在一定程度上改善整个材料的耐热性能。
但是这种共混只是两种材料的简单混和，聚氨酯和丙烯酸酯的相容性不是很理想，制得的膜的透光性不好，容易裂开，光泽度较差。
如果在共混时加入交联剂，则体系在成膜过程中可通过交联反应将两者结合起来，这样就可比较明显地改善膜的性能.(2)丙烯酸酯带有能和水性聚氨酯预聚体发生反应的基团，也即通过化学键的作用力将聚氨酯和丙烯酸酯连在一起，可获得综合性能优异的乳液和涂膜.最终产物的组成、结构、分子量、分子量分布对涂膜的性能有很大的影响，可以根据所需的涂膜的性能来改变原料配方、合成工艺等.(3)用不同的聚合方法使丙烯酸酯与聚氨酯形成不同结构的体系，即通常所说的复合乳液共聚改性。
其中Pu是通过逐步聚合，而PA是通过自由基聚合。
制备PUA复合乳液的过程一般比较复杂，但得到的产品性能较好。
复合乳液有利于乳胶粒形成复相结构。
复合乳液共聚改性包括：种子乳液聚合法、原位乳液聚合法发、溶液聚合转相法。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合,可制备高固含量、低成本以及达到使用要求的WPU。
国外学者已对聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液进行了较多的研究开发,国内近年也有研究者对PUA复合乳液进行了探索性研究。
曾小君等采用共混法制取PUA,发现共混改性的涂膜性能有一定提高,后又采用共聚法制得了具有较好贮存稳定性的PUA复合乳液,改善了PU乳液-2-的耐碱性、耐水性和力学性能,可应用于汽车涂料等。
Mehlika等采用接枝共聚法得到的PUA膜,用红外光谱、扫描电镜等研究发现其能明显改善PU涂膜的性能。
Choi等应用等离子体技术将羧基官能团引入PU表面,而后将表面处理后的PU暴露在空气中产生过氧化物,在过氧化物的作用下丙烯酸接枝到PU表面。
谢维斌合成了一种丙烯酸改性水性聚氨酯并用于棉织物涂层,可提高涂膜抗水性、增加拉伸强度和伸长率、提高透气性。
唐薰等合成了UV固化的水性阴离子型聚氨酯丙烯酸酯,同时涂膜具有优良的耐水性、耐酸碱性和耐溶剂性,可以取代溶剂型木地板光固化涂料。
聚丙烯酸酯(P A)具有优异的耐光性、户外曝晒耐久性，即耐紫外光照射不易分解变黄，能持久保持原有的色泽和光泽，有较好的耐酸碱盐性，极好的柔韧性和最低的颜料反应性阴。
将丙烯酸和聚氨酯两类聚合物在微观状态下制备得到的丙烯酸聚氨酯杂合水分散体，可以弥补单一聚氨酯水分散体自增稠性差、固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差和单一丙烯酸水分散体热粘冷脆，柔韧性差，不耐溶剂的缺点，获得优势互补性能。
水性聚氨酯／l烯酸酯复合乳液可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性，较低的成本有机结合，制备出高固含量、低成本以及达到使用要求的水性树脂垌。
丙烯酸酯改性聚氨酯乳液大致有物理共混改性和合成共聚乳液两种方法。
共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1)P U乳液和P A乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯一丙烯酸酯(PUA)共混复合乳液；(2)先合成P U聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核壳结构的P U A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P UA复合乳液。
这些方法巧妙地提高了P U乳液和P A乳液的相容性。
(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它丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到P U A共聚乳。
陈建兵等旧人用含氟丙烯酸酯通过乳液聚合的方法对水性聚氨酯进行改性，制备皮革顶层涂饰剂。
朱宁香等3人以甲苯二异氰酸(TDI-80)、聚醚二元醇(N-220)、1,4一丁二醇(BDO)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂(E-20)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)等用原位合成技术制备具有核壳结构的水性聚氨酯一丙烯酸酯(WPUA)复合分散体。
研究了环氧树脂(E-20)、MMA加入量等对分散体及涂膜性能的影响，从而确定了最佳合成配方，获得了具有优良的低温成膜性好、贮存稳定性好、高硬度、耐有机溶剂性佳和附着力强的水性聚氨酯涂料。
郭平胜等四人采用无皂乳液聚合的方法制备出了具有核壳结构的水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(P U A).单组分水乳型聚氨酯的特征在于很高的断裂伸长率和较高的抗拉伸强度，但因其具有线型结构，分子中含有亲水基团，其耐水性、耐溶剂性较差，应用受到了限制(而双组分交联型水性聚氨酯在强度、硬度、耐水性、耐溶剂性等方面提高很多，因而应用领域较乳液型宽很多.水性双组分聚氨酯涂料的应用领域基本上与溶剂型涂料相当，既可用于热敏材料（如木材、塑料）和不能烘烤的大型物件，也可用于诸如汽车类的烘烤物件(通过对报道的实验数据进行对比，表明，水性双组分聚氨酯涂料除了干燥时间稍长和适用期稍短外，涂膜的装饰性、机械性能、耐化学性和耐候性-3-均可与溶剂型双组分涂料相媲美(预期可以替代溶剂型的水晶地板漆等涂料.3.改性水性聚氨酯的应用及前景丙烯酸改性水性聚氨酯广泛用于皮革涂饰、涂料、粘合剂、织物涂层、印染等工业领域。
广东天银化工实业有限公司所生产的TC-106属于此类型产品，TC-106具有对基材渗透性强、干燥时间快，透明度高，不黄变，不回粘，耐磨耗、耐水、耐候性好、流平性极好，成膜温度低，不需添加有机助溶剂，低VOC、低成本等等特点。
可以用于制作单组分水性木器面漆，印刷光油，陶瓷光油，颗粒涂层，混凝土表面保护，高硬度内外墙漆。
应用在铝型材表面处理中的粉末喷涂。
铝型材的表面处理方式大体存在着阳极氧化、电泳涂装及粉末喷涂三种处理方式，每一种方式都各有优势，占有相当的市场份额。
粉末喷涂存在着以下几点显著优势.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，近年来，对水性聚氨酯进行改性已成为一大热点，许多科研工作者进行了深入、全面的研究，改性方法也日新月异。
改性目的主要是增加胶膜的耐水、耐溶剂、耐化学品性、力学性能等综合性能。