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。将有机硅用于

聚氨酯的改性克服了聚氨酯材料的性能缺陷，其耐腐蚀性、耐候性及耐热冲击等

性能都获得了明显改善，是扩大聚氨酯应用领域的一条重要途径。

MDI）、聚冰乙酸二元酸M. M. RAHMAN 等[1]以氢化苯基甲烷二异氰酸酯（H

12

（PTMG）、DMPA 为主要原材料，硅烷改性的乙二胺（TMSiP-EDA）

为扩链剂及改性剂，通过水解、缩合反应制得了一系列有机硅改性水性聚氨

酯乳液。结果，涂层的杨氏模量及拉伸性能随着有机硅引入量的增加而增高，分

别提高了700%及32%，并且改性后的涂层在海水中浸泡数月没有显著改变。很明显，经 TMSiP-EDA 改性的水性聚氨酯涂层的防污性能及耐腐蚀性能获得了明显

提升。

2.1.2 WPU 丙烯酸酯改性

丙烯酸酯与聚氨酯同为有机溶剂，在性能上拥有互补的优势。如水性聚氨酯

乳液不足的化学性能、抗病性、耐溶性，与聚丙烯酸酯的耐腐蚀性、耐候性交叉

互补。在油漆行业中，丙烯酸酯改性的水性聚氨酯被称作“第三代水性聚氨酯”，是当前水性聚氨酯的发展趋势之一。

邓飞飞[2]以聚丙二醇、IPDI、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为化工产品，合成了苯环封端的聚氨酯预聚物，再以甲基丙烯酸丁酯（BMA）为接枝剂，通过微乳液聚合反应降解了聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液，最后表征结果显示，随着PBMA/PU 质量比的增大，涂层的拉伸强度及断裂伸长率提升。尽管这种方式获得的乳液粒径增加了87%，但是乳液的稳定性却未受较大影响。

2.1.3 含氟聚氨酯涂料

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耐

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，

高耐候性，耐化学品，防霉阻燃，耐热，已经在建筑幕墙涂料、耐酸雨涂料、耐

温防腐涂料，防污涂料和汽车面漆方面得到应用。含氟聚氨酯树脂涂料采用羟基

固化双组分聚氨酯涂料的原理，将含羟基的氟树脂，与作为另一固化剂组分的多

异氰酸酯配成含氟的聚氨酯涂料，可常温交联。作为功能基团的含氟共聚物，通

过多异氰酸酯常温交联固化，它具有氟树脂优异的化学性能，又具有通用涂料的

涂装性能而被广泛应用。根据报道，含氟聚氨酯涂料已在美国海军中广泛使用。

2.1.4纳米改性的水性聚氨酯涂料

纳米粒子具有特殊性能，将其添加到水性聚氨酯中可以增强材料的机械力学

性能、热稳定性，不仅可制备出力学性能优异的通用型纳米改性水性聚氨酯涂料，而且还可以制备隔热型、抗紫外线型、导电型和抗菌型等涂料[3]，因此对水性聚

氨酯纳米改性复合材料的探讨有着重要意义。目前可以添加的纳米颗粒主要有纳

米二氧化硅(SiO

2)、ZrO2、碳纳米管(CNT)、三氧化二铝(Al

2

O

3

)、以及复合纳米材

料等。

纳米氧化硅因颗粒尺寸小，分子呈三维网状结构，表面羟基含量高，具有很高的反应活性，可与聚合物分子键合或接枝，也可渗透到高分子链以及大颗粒材料之间的缝隙中，形成独特的三维硅石网络结构，从而能提高涂料的强度和表面粗糙度。孙多先等[4]研究了水性聚氨酯包封原生纳米SiO

2

复合材料。分析表明：

纳米SiO

2

/水性聚氨酯复合物粒子分散于水性聚氨酯胶束内部，粒径在60 nm左右，具有核-壳型结构的纳米级微粒，体系有着良好的稳定性和透光性。

徐鑫梦[5]通过原位聚合制备了多功能聚苯胺/铜/氧化锆 (PANI/Cu/ZrO2) 三元纳米复合材料，并研究了纳米复合材料对水性聚氨酯涂料的抗菌活性、抗静电性能和漆膜性能的影响。结果表明，PANI/Cu/ZrO2能够显著抑制革兰氏阳性和革兰氏阴性菌的生长。具有 5％含量的三元纳米复合材料的水性聚氨酯涂料的表面

电阻为4×108 Ω，符合抗静电材料的行业标准。改性水性聚氨酯涂料的漆膜性能和热性能除光泽度外均得到了不同程度的提高。

但是，目前用纳米粒子改性聚氨酯还需要解决以下几个问题：

(1) 由于纳米粒子表面能大，易团聚，不利于发挥其纳米效应，这还需要我

们进一步研究纳米表面改性方法及制备纳米复合物的工艺方法和条件。

(2) 在工业生产中，纳米改性聚氨酯主要还是采用机械共混，这还需要我们

研究更多更好的适合工业生产的工艺。

(3) 聚合物和硅酸盐界面的键类型(氢键、范德华力、共价键等)如何影响纳

米材料的性质，特别是纳米复合材料的热力学和动力学及复合机理都需要进一步

的研究。

三、总结与展望

随着环保法规日益严格，水性聚氨酯涂料的应用越来越广，各种高性能水性

聚氨酯涂料成为研究热点。目前主要通过在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构，或者引入一种或多种纳米粒子，以增强水性聚氨酯涂料的性能。目前水性聚氨酯

涂料已经在家庭装修、车辆等多个领域广泛应用，相信未来的水性聚氨酯涂料可

以满足各种场景应用的性能要求。

参考文献

[1] YIN C, ROZET S, OKAMOTO R, et al. Physical properties and in vitro biocompatible evaluation of siliconemodified polyurethane nanofibers and films[J]. Nanomaterials, 2019, 9(3): 92-106.

[2] 邓飞飞, 汪映寒. UV 固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及粘接性能[C]//中国化学会 2017 全国高分子学术论文报告会摘要集. 成都: [出版者不详], 2017.

[3]刘楠楠，杨建军，张建安，吴庆云，吴明元，金志来, "纳米改性聚氨酯涂料的功能性研究进展[J]," 化学建材, 2009, 25, 1-4.

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[5]徐鑫梦. 环境友好型双组分水性聚氨酯涂料的制备及其功能化研究[D].桂林理工大学,2021.DOI:10.27050/https://www.docsj.com/doc/a519221023.html,ki.gglgc.2021.000214

水性聚氨酯

水性聚氨酯 引言 为了减少涂料对环境的污染和对消费者健康的损害, 许多国家对溶剂型涂料的限制越来越严格, 从而使涂料由溶剂型向水基型的转变成为必然。早在2005 年我国就已开始控制新的溶剂型涂料生产企业的审批, 到2008 年将对溶剂型涂料的生产和销售实行控制。低污染涂料的发展方向有水性化、高固体分化和粉末化三种。与其他两种涂料相比, 水性涂料因为具有来源方便、易于净化、成本低、黏度低、良好的涂布适应性、无毒性、无刺激及不燃性等特点, 已成为环境友好型涂料的主要发展方向。 一、水性聚氨酯涂料的性能 聚氨酯( PU) 涂料是涂料业中增长速度最快的品种之一。水性聚氨酯( WPU) 涂料是以水性聚氨酯树脂为基础, 以水为分散介质配制的涂料, 除具有水性涂料的特点以外, 它还有以下突出的优点: 1)涂膜对塑料、木材、金属及混凝土等表面的附着力好, 抗磨性、耐冲击性好。脂肪族聚氨酯水性涂料的户外耐久性好, 综合性能接近溶剂型聚氨酯涂料 2) 和其他乳胶涂料相比, 其低温成膜性好, 不需要成膜助剂, 也不需要外加增塑剂、乳化剂或分散剂。 3) 容易通过交联反应进行改性, 可提高耐溶剂性和抗化学性, 改进耐水性, 对颜料( 包括金属颜料) 有良好的适应性, 也可提供高光泽

涂膜。所含羟基可以适用一些交联剂和固化剂, 可进一步改进涂膜性能。 4) PU 分子具有可裁剪性, 结合新的合成和交联技术可有效控制涂料的组成和结构, 为改进其性能提供了更多的途径。WPU 诸多的优点, 使其成为目前发展最快的涂料品种之一。 2 水性聚氨酯涂料的研究进展WPU 分为单组分和双组分。单组分WPU 涂料聚合物的对分子质量较大, 成膜过程中一般不发生交联反应, 具有施工方便的优点; 双组分WPU涂料由含羟基的水性树脂和含异氰酸酯基的固化剂组成, 施工前将两者混合, 成膜过程中发生交联反应, 涂膜性能好。由于在水性聚氨酯分子中引入了亲水基团, 所以耐水性、耐溶剂性和耐候性等较差是WPU 涂料存在的主要问题, 为此, 近几年来国内外学者对WPU 的改性进行了大量研究, 并取得了很大进展。 2. 1. 1 制备方法 单组分聚氨酯水分散体涂料的制备方法通常有强制乳化法和自乳化法。强制乳化法是将PU 预聚物缓慢加入到含乳化剂的水中, 形成粗粒乳液, 再送入均化器形成粒径适当的乳液。该法制备的PU 乳液胶体稳定性较差, 一般适用于材料的表面处理。PU 乳液涂料的制备多采用聚合物自乳化法, 即在聚合物链上引入适量的亲水基团, 在一定条件下自发分散形成乳液[11]的方法。 2. 1. 2 交联改性

水性聚氨酯涂料的研究进展

水性聚氨酯涂料的研究进展 摘要：本文概述了水性聚氨酯涂料的制备方法主要介绍了水性聚氨酯的种类和各自所具有的优点。简单的描述了当今社会该涂料的应用领域。最后根据研究现状，指出水性聚氨酯涂料具有广阔的市场前景。 关键字：水性聚氨酯涂料；制备方法；单组分水性聚氨酯涂料；双组分聚氨酯涂料；应用领域；发展前景 Research progress of Waterborne Polyurethane Coatings Abstract: This paper provides an overview of the preparation of waterborne polyurethane paint method mainly introduces water-borne polyurethane types and advantages. A simple description of the current society the coating application. According to the research present situation, pointed out that the waterborne polyurethane coatings has broad market prospects Keywords: waterborne polyurethane coating; preparation method; single component waterborne polyurethane coating; polyurethane coating; application; development prospects 0 引言 聚氨酯（PU）涂料是20世纪60年代发展起来的高档耐用的合成树脂涂料，具有优良的附着力、耐化学品、装饰性和耐磨性能，广泛应用于木器家具漆、地板漆、汽车修补漆、防腐涂料和特种涂料。国内生产商主要集中在华东和中南沿海城市，其中江浙沪产量增值最快，华东地区PU涂料产量约占全国PU涂料产量的80%。 随着社会的进步、科技的发展和人们环保意识的提高，研究人员月来月重视开发具有环保性能的PU产品，水性聚氨酯（WPU）就是近年来关注和研究的热点之一。WPU是以水为分散介质的二元胶系，与溶剂型PU相比，具有无毒、不

水性聚氨酯的发展沿革以及合成革用水性聚氨酯的研发现状

水性聚氨酯的发展沿革以及合成革用水性聚氨酯的研发现状 （一） 水性聚氨酯的发展概况 聚氨酯是聚氨酯甲酸酯的简称，广意上讲，是异氰酸酯的加成物。在反应生成物中的预聚体中引入亲水基团，成盐后加水乳化即得到聚氨酯乳液—水性聚氨酯。 聚氨酯乳液的开发几乎是同聚氨酯树脂工业化发展同步的。但早期的研究进程大大地落后于聚氨酯工业的发展。1943年德国一位化学家斯克拉克（P.Schlack）在乳化剂及保护胶体的存在下，将异氰酸酯在水中乳化，成功地制备出聚氨酯乳液。1953年DuPorit公司将二异氰酸酯和聚醚多元醇制成端—Wco预聚体用苯溶液分散在水中，此后又用二胺扩链合成了水性聚氨酯，并于1967年首先实现工业化生产。1972年拜耳公司正式将聚氨酯水分散体作为皮革涂料，引起了各国的高度关注。1975年拜耳公司向聚氨酯分子中引入亲水成分，让其自乳化，从而得到了高性能聚氨酯乳液，即真正意义上的水性聚氨酯。 进入20世纪80年代后，美国、西德、日本、荷兰等国家的聚氨酯乳液才开始从试制阶段发展为生产应用阶段，出现了很多知名公司及产品。如德国Basf公司、Bayer公司、荷兰Stahl公司等等世界级知名公司。进入20世纪90年代后，水性聚氨酯的应用领域不断拓宽，在Pvc黏结、汽车内饰件、纺织功能性整理、涂层、涂料方面都有一定的工业应用。21世纪后，在全球范围内环保呼声的进一步高涨中，水性聚氨酯工业发展步伐更加快速。 我国在1972年才开始研究水性聚氨酯。76年由沈阳皮革所首先对水性聚氨酯皮革涂饰剂研究，并在80年代后期出现了北京5＃乳液和PU-Ⅰ型乳液皮革涂饰剂材料。20世纪90年代我国水性聚氨酯工业有了突破性的发展。安徽大学首先采用二羟甲基丙酸，制备出水性聚氨酯并进行工业化生产，所生产的PU-Ⅱ型皮革涂饰剂于1991年被评为国家级新产品；江苏东莱有机合成化工厂同轻工部皮革所合作，试制出SPU-225和HPU-220水性聚氨酯乳液，1992年被江苏省评为省级新产品。同期以及随后的几年里，相继有一批化工企业进入水性聚氨酯行业、如安庆月山化工厂、安徽郎溪化工厂、江苏扬州神龙化工厂、浙江三门聚氨酯制品厂等等。同一时期，丹东轻化所、四川成都科技大学等院校科研所的技术成果纷纷转让，水性聚氨酯生产厂家迅速上升，应用领域也有了进一步的突破。07年三月份，经国家聚氨酯工业协会批准，正式成立水性聚氨酯专业委员会，标志着我国水性聚氨酯工业发展的鼎盛时期的即将到来 ） 合成革用水性聚氨酯的研发现状 PU合成革产生于20世纪七十年代末，发展于20世纪的九十年代。因此，它的发展仅30年左右。传统的PU合成革生产中，均采用有机溶剂的PU树脂作为生产革品的基层和面层，这种类型的PU树脂均以甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮（MEK）、乙酸、乙酯和二甲基甲酰胺（DMF）等作为主要溶剂通过聚合法制得。这些溶剂，毒副作用大，不仅造成环境污染，危害身体，而且易燃易爆，极易引发火灾等事故。 从源头上杜绝污染，对于PU革行业来说是势在必行。然而，合成革用水性聚氨酯的研究起步相对较迟。进入2000年，国内企业界仅有吴江中纺（现张家港佳宝）和温州环宇有

磺酸型水性聚氨酯的研究进展

磺酸型水性聚氨酯的研究进展 综述了磺酸型水性聚氨酯乳液（SWPU）的制备、性能以及国内外研究进展。介绍了其应用领域和国内外应用情况，并对SWPU的发展及应用前景进行展望。 标签：磺酸盐；水性聚氨酯（WPU）；合成；改性 在聚氨酯主链或侧链上引入带电荷的离子基团，制成聚氨酯离子聚合体，这种带离子的聚合体分散到水中形成自乳化型水性聚氨酯（WPU）[1]。水性聚氨酯节能环保，已被广泛用于涂料、胶粘剂、油墨、生物材料、建筑材料、汽车和纺织品等领域[2]。 目前应用最多的是羧酸型WPU，其亲水单体形成的是弱酸弱碱盐，离子强度低，稳定的WPU分散体需要羧酸盐亲水单体量较多，还存在对非极性基材润湿性差，初粘性低，耐电解质性、耐酸碱性和耐高低温性能较差等缺点。与羧酸盐型水性聚氨酯相比，磺酸型水性聚氨酯（SWPU）更易得到高固含量的产品，其耐酸碱性、耐热及耐水性都有很大的改善，且无需使用中和剂，具有良好的经济价值和市场前景[3～5]。按照亲水单体的不同，可以将SWPU分为含小分子磺酸盐亲水单体的SWPU和含大分子磺酸盐亲水单体的SWPU。 1 前以小分子磺酸盐为亲水单体的SWPU 1.1 乙二胺基乙磺酸钠 鲍俊杰，张海龙等[6]以乙二胺基乙磺酸钠（AAS-Na）为亲水单体，聚己二酸新戊二醇酯（PNA）、聚己二酸-1，4-丁二醇酯（PBA）、聚己二酸乙二醇丁二醇酯（PEBA）等长链多元醇，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）等二异氰酸酯为原料，采用丙酮法合成了高固含量磺酸型聚氨酯分散体[7～16]。其合成方法是：将真空脱水后的大分子多元醇加入到有N2保护的烧瓶中，控温70～85 ℃，机械搅拌；加入二异氰酸酯、催化剂二月桂酸二丁基锡，反应一定时间后，加入小分子二元醇扩链剂、稀释剂丙酮，在80 ℃反应，直到体系中的异氰酸酯基含量达到一定值时，停止加热，冷却到室温后加入乙二胺基乙磺酸钠（AAS-Na）亲水单体，反应一定时间后加入计量的去离子水高速分散乳化；最后加入乙二胺扩链，一段时间后减压脱丙酮，得到SWPU。研究发现，当磺酸盐用量为1.5%时，SWPU的综合性能最好，固含量为50%，黏度为37 mPa·s，胶膜的拉伸强度为14.06 MPa。 Wilhelm Thoma等[17，18]在合成时加入二羟甲基丙酸（DMPA）为羧酸盐亲水扩链剂。合成磺酸/羧酸型水性聚氨酯乳液，加入适当的助剂可以作为皮革、纺织品的涂层，具有透湿透气的功能。 1.2 己二胺单丙磺酸钠

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。将有机硅用于 聚氨酯的改性克服了聚氨酯材料的性能缺陷，其耐腐蚀性、耐候性及耐热冲击等 性能都获得了明显改善，是扩大聚氨酯应用领域的一条重要途径。 MDI）、聚冰乙酸二元酸M. M. RAHMAN 等[1]以氢化苯基甲烷二异氰酸酯（H 12 （PTMG）、DMPA 为主要原材料，硅烷改性的乙二胺（TMSiP-EDA） 为扩链剂及改性剂，通过水解、缩合反应制得了一系列有机硅改性水性聚氨 酯乳液。结果，涂层的杨氏模量及拉伸性能随着有机硅引入量的增加而增高，分 别提高了700%及32%，并且改性后的涂层在海水中浸泡数月没有显著改变。很明显，经 TMSiP-EDA 改性的水性聚氨酯涂层的防污性能及耐腐蚀性能获得了明显 提升。 2.1.2 WPU 丙烯酸酯改性 丙烯酸酯与聚氨酯同为有机溶剂，在性能上拥有互补的优势。如水性聚氨酯 乳液不足的化学性能、抗病性、耐溶性，与聚丙烯酸酯的耐腐蚀性、耐候性交叉 互补。在油漆行业中，丙烯酸酯改性的水性聚氨酯被称作“第三代水性聚氨酯”，是当前水性聚氨酯的发展趋势之一。 邓飞飞[2]以聚丙二醇、IPDI、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为化工产品，合成了苯环封端的聚氨酯预聚物，再以甲基丙烯酸丁酯（BMA）为接枝剂，通过微乳液聚合反应降解了聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液，最后表征结果显示，随着PBMA/PU 质量比的增大，涂层的拉伸强度及断裂伸长率提升。尽管这种方式获得的乳液粒径增加了87%，但是乳液的稳定性却未受较大影响。

水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究

水性聚氨酯-聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究 水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备及性能研究 引言： 随着人们对材料功能的不断要求，自修复材料成为研究的热点领域。在此背景下，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料因其 优秀的性能和环境友好性得到了广泛关注。本文旨在研究水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法并探讨其性能。 一、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备方法 水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的制备主要分为以下几个 步骤： 1. 聚合物的合成：采用聚丙烯酸酯和聚氨酯作为主要材 料进行合成。首先，将聚丙烯酸酯和聚氨酯按照一定的配比加入到反应釜中，控制温度和反应时间进行聚合反应，得到聚合物。 2. 自修复涂层的制备：将得到的聚合物与一定比例的溶 剂混合，搅拌均匀后得到自修复涂层。 3. 材料的涂覆：将自修复涂层涂覆在需要修复的材料表面，然后进行固化处理，形成稳定的复合材料。 二、水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料的性能 1. 自修复性能：通过在材料表面制备自修复涂层，当材料发 生裂纹或损伤时，涂层中的自修复剂会自动释放填充到裂纹中，与裂纹中的污染物反应形成新的化学键，从而实现自修复效果。 2. 机械性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有优异的强度和韧性，可以抵抗较大的力量作用，并能保持材料的持久性。 3. 环境友好性：与传统的有机溶剂制备的材料相比，水

性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料使用水作为溶剂，无毒无害，对环境友好。 4. 耐热性能：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料具有较好的耐高温性能，可以在高温环境下使用。 三、结论 水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料通过制备自修复涂层，能 够实现对材料的自动修复。该材料具有良好的机械性能、环境友好性和耐热性能，具有广阔的应用前景。随着对自修复材料研究的不断深入，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料有望在 航空、汽车、建筑等领域得到更广泛的应用 综上所述，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料是一种具 有良好性能和广阔应用前景的材料。通过制备自修复涂层，该材料能够实现对材料的自动修复，提高了材料的使用寿命和可靠性。它具有优异的机械性能、环境友好性和耐热性能，可以在各个领域广泛应用。随着对自修复材料研究的不断深入，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯自修复材料有望在航空、汽车、建筑等 领域得到更广泛的应用。未来，可以进一步研究该材料的性能优化，提高其自修复效果和耐热性能，以满足不同领域的需求

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。 1.2 特性 水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯除了无溶剂臭味、无污染等优点外，还具有下述特点： 一、水性聚氨酯胶粘剂粘接性能好，胶膜物性可调节范围大，可用于多种基材的粘接。 二、影响粘度的重要因素有离子电荷、乳液粒径等。聚合物分子上的离子及反离子(溶液中与聚氨酯主链、侧链中所含有离子基团极性相反的自由离子)越多，粘度越大；而浓度、聚氨酯分子的分子量、交联剂等因素对粘度的影响并不明显，这有利于提高聚氨酯的分子量，从而提高内聚强度。 三、由于水的挥发比有机溶剂差，故干燥较慢，并且由于水的表面张力大，润湿能力差。由于大多数水性聚氨酯是由含亲水性的聚氨酯为主要固体成分，而且有时含有水溶性助剂，胶膜干燥后一般须形成一定程度的交联，否则耐水性不佳。 四、可与多种水性树脂混合或改性，以改进性能或降低成本。 五、气味小，操作方便，残余物易清理，而溶剂型聚氨酯使用中有时还需耗用大量溶剂，清理也不及水性聚氨酯方便[4]。 2 粘接机理 大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含有异氰酸根(-NCO)基团，因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。由于水性聚氨酯胶粘剂具有较多的极性基团，如氨酯键、脲键、离子键等，因此与许多材料特别是和泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的粘合力。聚氨酯与被粘材料之间产生的氢键作用使分子内力增

水性双组分聚氨酯涂料的研究进展

水性双组分聚氨酯涂料的研究进展 摘要：综述了水性双组分聚氨酯涂料的组成、性能和应用研究新进展。 关键词：水性聚氨酯涂料；活化期；双组分；应用 双组分聚氨酯涂料具有优良的机械性能（涂膜硬度高、附着力强、耐磨性高等），良好的耐化学品性、耐候性和低温成膜性能，广泛应用于工业防护、木器家具和汽车涂饰等方面。随着各国环保法规的健全和人们环保意识的增强，传统溶剂型聚氨酯涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放量受到愈来愈严格的限制。开发低污染、高性能、多功能的环保型水性涂料成为涂料技术发展的主要方向。水性双组分聚氨酯涂料将溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC排放相结合，成为涂料工业研究的热点。水性双组分聚氨酯涂料由含羟基的水性多元醇和含NCO基的固化剂组成。多元醇组分和固化剂组分各有独特的特性。本文综述了水性聚氨酯涂料的新进展。 1 水性多元醇体系 双组分水性聚氨酯涂料配方是单独的多元醇与异氰酸酯基团的分散50。涂膜后水分蒸发和组件的形式反应交联聚合物网络。虽然2K水性聚氨酯涂料，应该从理论上讲，从溶剂型2K 系统，涂料有55相匹配的属性，在实践中，缺乏足够的耐水性，光泽度，耐候性和硬度。水性2K系统的成功，到现在为止，依赖于一些重要的和经常笨拙制定曲折。例如，多元醇的需要，这就需要两个60羟基官能聚氨酯形成反应和水分散性的基团，通常是不市售。丙烯酸酯聚合物与酸和羟基功能的方法之一（美国专利号5075370所示），是由（65自由基聚合）共聚丙烯酸单体和羟丙烯酸酯单体（如羟乙基丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯）。不幸的是，羟烷基丙烯酸酯是相当昂贵的。此外，也很难使羟丙烯酸酯聚合物都高的羟基官能度和分子量足够低，低VOC，可交联的涂料系统价值。其结果是涂层的物理性质，化学性质比本来是可取的较低水平。最近开发的含羟基丙烯酸聚合物烯丙基醇烷氧基烯丙基醇（见，例如，美国专利号5525，693）克服使用羟丙烯酸单体的一些限制。然而，这些树脂的价值，到现在为止，被证实主要用于溶剂基聚氨酯涂料（见'693专利的例子9-11）或高苯乙烯（> 50 WT。％），树脂（见美国专利。 5646225），而不是用于水性聚氨酯涂料。 第二个常见的方式来调整的2K水性聚氨酯涂料的配方是修改的聚异氰酸酯。迄今为止所作的工作大多使用了部分反应，它具有亲水性聚醚（见，例如，美国专利号5200489，5194487，5389718和5563207）更新日期聚异氰酸酯。聚异氰酸酯亲水乳化交联剂，共反应物提高了兼容性。这种方法也有缺点，但是。首先必须合成，亲水性的聚异氰酸酯。第二，更昂贵的亲水性聚异氰酸酯，必须使用（未修改的聚异氰酸酯相比），得到相同的士官功能贡献。第三，亲水性的聚异氰酸酯涂层纳入，往往使得其水敏感性高得无法接受。 第三种方法修改的处理，同时保持在制定商业聚异氰酸酯。令人担忧的关键问题是如何充分地分散在水中的异氰酸酯，因为从商业聚异氰酸酯的乳液往往聚集和解决。粒径的聚异氰酸酯是一种方法，减少高剪切混合（见上述雅各布文章引用）。不幸的是，高剪切混合能源密集型的，耗时，需要特殊的设备。添加助溶剂和乳化剂可以帮助，但是，这至少是部分失败使用水系统的目的。需要改进的水性聚氨酯涂料组合物。最好，成分配方，以显著减少油漆和涂料中的VOC和HAPS的水平。最好，组成双组分体系没有涂层的物理性质，基于水性PUD的缺点。一个理想的双组分系统将使用商业的聚异氰酸酯，但不会要求高剪切混合。此外，理想的配方将消除任何需要，从昂贵的羟acryate单体多元醇组件。最后，行业将受益于2K水性聚氨酯配方，使涂料与物理性质，化学性质，包括高光泽度，硬度，耐冲击性，柔韧性，耐候性和耐化学性良好的平衡。

水性聚氨酯涂料的制备及性能研究毕业论文

水性聚氨酯涂料的制备及性能研究毕业论文 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 水性聚氨酯涂料的制备及性能研究 学生姓名：蒋治国学生学号：202110904010 院（系）：生物与化学工程学院年级专业： 2021 级应用化学指导教师：范文娟助理指导 教师：常会 二��一四年六月 攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘 要 摘要 现代涂料的发展方向是高效能、高性能、无公害、高环保、低污染、节能且符合可持 续发展。 本论文以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、和甲基丙烯酸羟乙酯为单体，用乳液聚合的方法 合成了一种可光固化水性丙烯酸酯树脂乳液，与亚硫酸氢钠封端的MDI混合制备了水性聚 氨酯丙烯酸酯涂料，考察了反应温度，乳化剂，搅拌速率及单体配比等对乳液聚合的影响，研究了丙烯酸酯乳液与MDI的配比对漆膜性能的影响。用红外光谱( IR ) 分析了共聚乳 液的结构，用差示扫描量热仪（DSC）测试了共聚物的热性能。结果表明：在80℃时，加 入1gOP-10和0.6g十二烷基硫酸钠在150转/分的转速下，各个单体配比合成的乳液性能 最好。

关键词：丙烯酸酯，异氰酸酯，乳液聚合，封端 I 攀枝花学院本科毕业设计（论文） ABSTRACT ABSTRACT The development direction of modern paint is a high performance, high performance, non pollution, high environmental protection, low pollution, energy saving and sustainable development In this thesis, butyl acrylate, methacrylic acid, and methyl methacrylate as monomer, by emulsion polymerization to synthesize a kind of light curable waterborne acrylic resin emulsion, and Sodium Bisulfite terminated MDI was prepared by mixing aqueous polyurethane acrylate coatings, the reaction temperature, emulsifier, stirring rate and the molar ratio of monomers on emulsion polymerization of acrylic emulsion, and the ratio of MDI on the properties of coating. Using infrared spectroscopy (IR) analysis of the structure of copolymer emulsion, using differential scanning calorimetry (DSC) thermal properties of the copolymers tested. The results showed that: at 80 ℃, adding 1gOP-10 and 0.6g twelve sodium dodecyl sulfate at 150 rpm, each monomer film performance is the synthesis of the best. Keywords: Acrylate, emulsion polymerization, terminated isocyana II 攀枝花学院本科毕业设计（论文）目录

聚氨酯研究进展

聚氨酯树脂的研究进展 摘要：本文综述了聚氨酯目前研究热点，其中包括氟硅改性、水性化、非异氰酸酯聚氨酯和聚氨酯纳米复合材料的研究，指出了聚氨酯未来研究方向。 关键词：聚氨酯；氟硅改性；水性；非异氰酸酯；纳米复合材料 Research progress of polyurethane Abstract：This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites,demonstrating future research directions of polyurethane. Keyword: polyurethane; fluorine-modified; non-isocyanate; nano-composites 引言 聚氨酯树脂(PU)是一种重要的合成树脂，它具有优良的性能，如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能优良，且具有良好的吸振，抗辐射和耐透气性能，具有高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性，而且容易成型加工，并具有性能可控的优点；它的产品形态多样，如泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维素、合成革等；因此广泛应用于交通运输、建筑、机械、家具等诸多领域。 1.氟硅改性 氟硅改性聚氨酯是目前研究的热点之一，氟硅具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。常有两种: 一种方法是将含有羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善聚氨酯的性能；另一种方法是在环氧硅氧烷作为后交联剂引入到体系中，形成环氧交联改性聚氨酯体系。Cheng(Cheng, Zhang et al. 2005)等人基于聚丙二醇（PPG），聚醚接枝聚硅氧烷（PE- PSI），2,4 - 甲苯二异氰酸酯（TDI），二羟甲基丙酸（DMPA）和1,4 -丁二醇（BDO）合成一个新颖的硅氧烷改性聚氨酯（PE- PSI）。Luo(Luo, Huang et al. 2010)等人基于异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），以二端羟烷基聚[甲基-（3,3,3- 三氟丙基）]硅氧烷（PMTFPS）为软段，聚己内酯（PCL）的混合软段的基础上，合成氟-硅氧烷改性聚氨酯系列。Linlin(Linlin, Xingyuan et al. 2007)等以2,4-甲苯二异氰酸酯、二端羟丁基聚二甲基硅氧烷（DHPDMS）、聚四氢呋喃醚二醇、1,4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯（Si-PU）。硅烷改性聚氨酯的研究十分活跃，以聚氨酯为主链通过硅烷封端改性，是一个重要的发展方向。Mahdi(Mahdi, Syed Z. Rochester Hills et al. 2001)通过硅烷偶联剂改性聚氨酯，提高了聚氨酯密封胶对玻璃的粘接性，而且不用底涂剂，甚至可胶接油漆面和有机物污染的表面。Sun, DX(Sun, Miao et al. 2011)等用硅烷偶联剂（SiCA）改性功能化的纳米二氧化硅聚氨酯，提高其热稳定性、

水性聚氨酯的研究进展20100103

水性聚氨酯地制备方法 水性聚氨酯地合成方法有外乳化法和自乳化法种. 外乳化法 这是最早制备水性聚氨酯地方法.在适当分子量地聚氨酯预聚体或其溶液中，加入乳化剂，经强剪切力作用分散于水介质中并用二元胺扩链，即可制得聚氨酯乳液或分散液.外乳化法制备水性聚氨酯存在一些缺点：()分散液粒径较大且分布宽，贮存稳定性差，乳化剂地加入对成膜后胶膜地耐水性、强韧性和粘接性有很大地影响；()乳化剂用量大；()反应时间长.因此，目前已基本不用此方法.个人收集整理勿做商业用途 自乳化法 自乳化法是在制备聚氨酯分散液地过程中引入亲水性成分，不需添加乳化剂.由于聚氨酯分子中含有亲水性地成分，所以在乳化阶段无需强力搅拌而自身分散形成乳液.该方法制成地分散液粒径较小，分布窄，成膜后胶膜地力学和其它应用性能优良.个人收集整理勿做商业用途 在自乳化法地各方法中，其共同特点是首先制备分子量中等、端基为一地聚氨酯预聚体，不同点在于扩链过程.根据扩链反应地不同，自乳化法又可分为丙酮法、预聚体混合法、熔融分散缩聚法和酮亚胺酮联氮法等.个人收集整理勿做商业用途 3.2.1丙酮法 将端异氰酸酯聚氨酯预聚体在溶剂中与含有亲水性基团地扩链剂反应，形成高相对分子质量地离聚体.所用溶剂必须是低沸点且能与水共溶，常用丙酮，故名丙酮法.此法地优点是丙酮地沸点低，与水互溶，整个体系均匀，操作方便，反应后易蒸除.由于使用了丙酮，降低黏度地同时也降低了浓度，有利于在乳化之前制得高相对分子质量地预聚体，所得分散液地膜性能较好.缺点是反应过程耗用大量溶剂，工艺复杂，成本高，效率低，安全性差，不利于工业化生产.个人收集整理勿做商业用途 3.2.2预聚体混合法 含端基地预聚体，当分子量不太高、黏度较小时，可不加或加少量地溶剂，直接用亲水性单体将其部分扩链.分散过程需在低温下进行，以降低与水地反应活性，然后再用反应活性高地二胺和三胺在水中进行扩链，生成高分子量地水性聚脲聚氨酯.此方法中，预聚体地黏度控制十分重要，否则分散将很困难.为降低反应物黏度且便于分散在水中，可向反应体系中加入少量溶剂，反应后根据情况可不用蒸除溶剂.该方法避免了大量使用有机溶剂，工艺简单，便于工业化连续生产，但扩链在多相体系中，控制比较难.个人收集整理勿做商业用途3.2.3熔融分散缩聚法 这是一种无溶剂制备水性聚氨酯地方法.首先合成带有亲水性离子基团和端基含有地聚氨酯预聚体，然后把该预聚体与尿素或氨进行加聚反应，生成聚氨酯双缩二脲或含离子基团地端脲基低聚物，最后把低聚物在熔融状态下与甲醛水溶液发生缩聚反应和羟甲基化反应，形成含羟基地聚氨酯双缩二脲，用水稀释后即可得到稳定地水性聚氨酯分散液.该方法具有反应过程中不需要有机溶液，工艺简单易于控制，配方可变性大，不需要特殊设备等优点，因此具有广阔地发展前景.个人收集整理勿做商业用途 3.2.4酮亚胺硼联氮法 酮亚胺硼联氮法与预聚体法类似，不同之处在于扩链阶段，用酮亚胺或酮联氮代替二元伯胺进行水相扩链.酮亚胺或酮联氮遇水反应释放出二胺或肼，然后对预聚体进行扩链.由于释放反应地制约，扩链反应能够平衡地进行，得到性能良好地水性聚氨酯脲分散液.个人收集整理勿做商业用途 3.2.5保护端基乳化法 此法是在乳化前先用酚类、甲乙酮亚胺、吡咯烷酮、亚硫酸氢钠等封闭剂把预聚体地端基团

水性聚氨酯合成革表面处理剂研究进展

水性聚氨酯合成革表面处理剂研究进展 陈新;杨明华;沈秋仙 【摘要】水性聚氨酯具有环保、无毒等特性，将水性聚氨酯应用于合成革涂饰剂可以消除溶剂型合成革处理剂的环境污染问题。本文从合成革表面处理剂的应用现状、合成革用高物性水性聚氨酯研发现状、合成革用水性聚氨酯助剂以及水性聚氨酯合成革表面处理剂品种等几方面进行分析和探讨，指出水性聚氨酯合成革表面处理剂的研发方向。%With environmental and non-toxic characteristics , waterborne polyurethane applied to synthetic leather finishing agent can eliminate the environmental pollution problem of the solvent synthetic leather treatment agent .The present situation of the application of synthetic leather surface treatment agent , the present situation of research and development of waterborne polyurethane with high physical properties for synthetic leather , waterborne polyurethane additives for synthetic leather and waterborne polyurethane leather surface treating agent varieties were analyzed and discussed , and the direction of research and development of waterborne polyurethane synthetic leather surface treatment agent was pointed out. 【期刊名称】《广州化工》 【年(卷),期】2015(000)016 【总页数】3页(P11-12,56) 【关键词】合成革;水性聚氨酯;表面处理剂

聚氨酯涂料现状及发展趋势

聚氨酯涂料现状及发展趋势 聚氨酯涂料是一种基于聚氨酯树脂的高分子涂料，具有耐磨、耐腐蚀、防水、柔韧性好等诸多优点。随着经济的发展和技术的不断进步，聚氨酯涂料在各个领域的应用越来越广泛。本文将探讨聚氨酯涂料的现状及未来发展趋势。 随着人们对涂料性能要求的不断提高，聚氨酯涂料在市场上的应用越来越广泛。特别是在汽车、家具、电器、建筑等领域，聚氨酯涂料的需求量不断增长。目前，全球聚氨酯涂料市场规模已达到数十亿美元，预计未来几年将继续保持稳步增长。 聚氨酯涂料的制备主要采用溶剂型和水性两种生产工艺。溶剂型聚氨酯涂料具有施工方便、干燥速度快等优点，但溶剂挥发对人体和环境造成一定危害。水性聚氨酯涂料具有环保、安全等优点，但施工相对繁琐，干燥速度较慢。随着环保政策的不断加强，水性聚氨酯涂料的市场份额将逐渐增加。 聚氨酯涂料广泛应用于汽车、家具、电器、建筑等领域。在汽车领域，聚氨酯涂料主要用于车漆、玻璃胶等部位，具有优异的耐磨性和抗腐蚀性。在家具领域，聚氨酯涂料可有效提高家具的耐磨性、防水性和美观度。在电器领域，聚氨酯涂料具有良好的绝缘性能和耐高温性能。

在建筑领域，聚氨酯涂料可用于防水、防腐、装饰等方面。 随着人们对环保和健康的重视程度不断提高，对涂料的安全性和环保性要求将越来越高。因此，未来几年聚氨酯涂料市场将面临巨大的发展机遇和挑战。在市场需求和技术进步的推动下，聚氨酯涂料市场规模有望继续扩大。 为了满足环保和健康的要求，生产工艺将向更加环保、安全的方向发展。一方面，溶剂型聚氨酯涂料的生产将逐渐减少，水性聚氨酯涂料的市场份额将逐渐增加。另一方面，新的生产工艺和技术将不断涌现，如纳米技术、生物技术等将在聚氨酯涂料的生产中得到广泛应用。 随着人们对生活质量的要求不断提高，聚氨酯涂料的应用领域将不断扩展。未来，聚氨酯涂料将不仅局限于传统的汽车、家具、电器、建筑等领域，还将应用于新能源、环保、医疗等领域。例如，在新能源领域，聚氨酯涂料可用于太阳能电池板的涂层，提高其耐磨性和使用寿命。在环保领域，聚氨酯涂料可用于污染土壤的治理和修复，提高土壤的环保性能。在医疗领域，聚氨酯涂料可用于医疗器械的涂层，提高医疗器械的安全性和舒适性。 聚氨酯涂料具有广阔的市场前景和发展潜力。随着技术的不断进步和市场需求的不断增长，聚氨酯涂料的生产工艺和应用领域将不断扩展。

水性聚氨酯涂料合成工艺的研究(全文)

水性聚氨酯涂料合成工艺的研究 引言 水性聚氨酯是以聚氨酯树脂为基料、以水代替有机溶剂作为分散介质的新型高分子材料，不但保留了传统溶剂型聚氨酯的一些优良性能，还具有无毒、不燃、不污染环境及节约能源等优点。将水性聚氨酯用于涂料粘合剂时，织物使用性能与传统工艺相近，干湿摩擦牢度、耐洗色牢度与未改性涤棉染色样品相当，甚至有所提高，更重要的是该类涂料粘合剂无甲醛释。因此，水性聚氨酯作为一种新型的环保型涂料粘合剂越来越受到人们的重视。 图1聚氨酯的合成 一、水性聚氨酯涂料研究进展 水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基础，用水而非传统溶剂为分散质配制而成的涂料。水性聚氨酯乳液具有三大特点:其连续相为水相，故安全，易保管和C存，使用方便;成本低;较完整的保留了溶剂型聚氨酯的特性。进入21世纪后，水性聚氨酯涂料的应用面开始不断拓宽。国内一些生产水性聚氨酯的厂家开始将目光投向涂料领域，生产水性聚氨酯涂料的厂家也从20世纪90年代的不到十家增加到现在的几十家，该产业进入一个新的进展阶段。在PVC點结、汽车内饰、防止功能性整理、涂层等方面都有大量的工业化应用。随着世界范围内日益高涨的环保要求，更是加快了水性聚氨酯工业进展的步伐。目前水性聚氨

酯涂料的进展思路主要集中在以下几个方面:一是与丙烯酸树脂进行共聚，形成以丙烯酸为壳，聚氨酯为核的共聚乳液，其综合性能优于纯聚氨酯乳液，在硬度和耐热性方面都有很大提高;二是合成水性紫外固化聚氨酯涂料，其性能甚至超过双组分的性能，和溶剂型涂料相媲美，适合流水线作业的大型家具厂;三是在合成原料上采纳可再生资源例如植物油，废弃塑料等制备多元醇，然后应用该多元醇合成水性聚氨酯，既可以节省资源，又可以改善涂膜性能。 二、水性聚氨酯涂料的合成工艺 （一）、无皂乳液聚合 无皂乳液是在反应过程中完全不加乳化剂或仅加入微量乳化剂(其浓度小于临界胶束浓度CMC)的乳液聚合过程。由于传统的乳液反应中存在小分子乳化剂，所制得的胶膜在使用时小分子乳化剂在聚合物与固体基体之间会迁移，这使得聚合物的粘合性变差，并且多余的乳化剂对材料的性能与环境都有负面的影响。无皂乳液聚合解决了乳液中多余的乳化剂的问题，可以幸免涂料粘合剂使用时粘接不牢的缺陷。杨建军等采纳无皂乳液聚合的方法用丙烯酸酯单体对含C=C双键的水性聚氨酯进行接枝共聚改性，制得丙烯酸酯改性聚氨酯无皂乳液。该无皂乳液所得到的聚合物粒子为120~150nm，通过无皂乳液聚合方法制得的聚氨酯-丙烯酸酯乳液的贮存稳定性较好，该乳液涂膜在水中浸泡72h 后的吸水率为19.1%，在碱中浸泡不溶胀，说明该涂膜的耐水

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。