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)04-0044-03

Modi fication of w aterborne polyurethane and w aterborne polyurethane coating

Y 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。

0　引　言

聚氨酯乳液的制备可分为外乳化法和自乳化法,目前的水性聚氨酯制备方法主要采用自乳化法,基本合成方法有丙酮法、预聚体扩散法、熔融分散法、酮亚胺-连氮法[1]

等几种方法。大多数单组分的水性聚氨酯的分子质量和交联密度比双组分聚氨酯低很多,同时由于水性聚氨酯的耐水性和耐溶剂性较差,使得单组分的水性聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽性差。因此,目前国内外的研究者对水性聚氨酯的研究主要是致力于对其进行改性来提高其性能。1　水性聚氨酯的改性

水性聚氨酯改性方法有很多,总体上可分为4类:调整原料的配方、实施交联、添加助剂、优化复合。其中对优化复合改性的研究较多。

1)调整原料的配方

合成聚氨酯的重要组分之一是多元醇,主要有聚醚多元醇和聚酯多元醇2类。由聚酯多元醇制得的预聚体内聚力大,粘接强度高,但耐低温和耐水解的性能较差;由聚醚多元醇制得的预聚体有良好的水解稳定性,较好的柔韧性和延展性,而且耐低温性能较好;因而可将聚醚和聚酯按一定的比例混合使聚醚和聚酯的性能得到互补

[2]

,调节软段的性

能。也可将芳香族多异氰酸酯和脂肪族多异酸酯混

合使用,来调节硬段的性能,制备出理想性能的水性聚氨酯乳液或分散液。

2)实施交联

交联型聚氨酯是通过交联剂在聚氨酯的主链结构中引入支链结构,使其耐水性、耐溶剂性及弹性得到改善。交联分为外交联和内交联2种。外交联是在使用的时候外加交联剂,产生交联,一般适用于双组分水性聚氨酯;内交联是指在水性聚氨酯主链的内部直接引入支链结构。这2种方法相比,采用内交联法制备的水性聚氨酯乳液稳定性较差,因此应用不够广泛。

3)添加助剂

水性聚氨酯虽然本身有一定的粘性,但是由于它的粘度较低,初粘力较差。因此,需要添加适当的助剂,例如增稠剂、增粘剂、流平剂、消泡剂、触变剂等,以延长水性聚氨酯的储存期,提高水性聚氨酯的综合工艺性能。

4)优化复合

44?热固性树脂Thermosetting R esin 第22卷第4期V ol 122　N o 14　2007年7月July 2007

当前的研究大多是通过在聚氨酯的主链上引入功能性单体来提高水性聚氨酯的性能。目前所使用的物质有羟甲基纤维素、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、丁苯橡胶、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚硅氧烷等,将它们与聚氨酯进行优化复合,可以改善或提高水性聚氨酯的性能,其中对后3种物质的复合乳液的研究较多。

a1丙烯酸改性水性聚氨酯

丙烯酸树脂具有较好的耐水性、耐候性,而水性聚氨酯耐水性和耐候性较差。因此,将丙烯酸树脂和水性聚氨酯复合可以弥补二者的不足得到耐水性、耐候性、柔韧性都较好的水性树脂。复合的方法主要有共混复合、共聚复合。共混复合所得乳液的性能介于聚氨酯和丙烯酸树脂之间,得到的乳液的性能较单独的乳液有所提高;共聚复合是通过化学键将丙烯酸树脂接枝到水性聚氨酯的主链上,提高了二者的相容性和共混程度,具备核-壳型聚合物的结构特征[3],有效地实现了丙烯酸树脂和水性聚氨酯二者的优势互补,使水性聚氨酯的性能有了显著的提高。

b1环氧树脂改性水性聚氨酯[4]

环氧树脂具有高模量、高强度和热稳定性好等特点[5]。用环氧树脂改性水性聚氨酯可以提高水性聚氨酯乳胶膜的强度及耐水性、耐溶剂性等。较常用的复合方法是共混法和共聚法。共聚法得到的乳液不稳定,原因可能是环氧树脂的本身的粘度较大,接枝后使预聚体的粘度又增大,影响了乳化;此外,共聚法得到的乳液粒子,表面带有环氧基团,在中和乳化过程中可能发生开环反应,从而形成交联物沉淀。机械混合法,没有化学键的结合,因环氧树脂不具有亲水性,当它与水性聚氨酯进行共混时,环氧树脂分子被水性聚氨酯分子包覆,形成核-壳结构;即使环氧树脂发生开环,也是在包覆层的内部,因此,共混法得到的乳液的稳定性较好。但是经过一系列的性能测试,证明共聚法得到的改性聚氨酯的综合性能要优于共混法。这主要是因为共聚法改性时,聚氨酯的分子链和环氧树脂的分子链之间局部交联,形成立体型结构分子,使改性后的综合性能得到较大的提高。

c1硅树脂改性水性聚氨酯

有机硅树脂的结构独特,表面能低,有良好的疏水性,与水性聚氨酯复合进行改性,可以发挥有机硅的耐低温、柔顺、脱膜等性能,提高水性聚氨酯的性能。目前,改性的方法多为以有机溶剂为介质的溶液法,如共聚法和共混法。共聚法得到的复合物,因为有Si—O—C键存在,所以耐水性不是很好。共混法无化学键形成,性能的提高不是十分明显。国外这方面的研究较为先进,已实现应用;国内由于可用的活性有机硅化合物较少,因而这方面的研究有所滞后。

随着研究的不断深入,又出现了很多新的改性方法,例如纳米材料改性、植物油改性、蒙脱土改性、有机氟改性等。

2　水性聚氨酯涂料

211　水性聚氨酯涂料的配制[6]

虽然水性聚氨酯分散体具有较好的性能,但是配制实用的涂料时还必须加入其他的助剂来改善其性能和涂膜的外观。选择合理的助剂对于配制性能优良的水性聚氨酯涂料是至关重要的,常用的助剂及其添加量见表1。

表1　水性聚氨酯分散体常用的助剂及用量Tab11　Waterborne polyurethane dispersion commonly

using additive s and the amount%

名　称用　量

成膜助剂(聚结剂)4～6

消泡剂1～2

流平剂1～2

增稠剂012～015

润湿分散剂013～1

消光剂2～8

微粉蜡及蜡分散体1～5

其他助剂3

　3注:杀菌剂、防冻剂、抗氧剂、附着力促进剂、适量紫外

光吸收剂等。

水性聚氨酯分散体的成膜机理与乳液成膜机理相似,经过填充、融合、扩散3个阶段。成膜助剂起2个作用,一是降低成膜温度,二是延长水性聚氨酯分散体涂膜的开放时间。加入高沸点、挥发慢的成膜助剂,特别是在夏天,可以延缓水性聚氨酯的干燥速度,延长涂膜的开放时间,防止漆液表面结皮,同时改善水性聚氨酯的施工性。

由于水的表面张力较高,因此,水性聚氨酯分散体的表面张力较高,为了使其成膜时能较好润湿基材,必须加入润湿剂,以降低水性聚氨酯的表面张力。

水性聚氨酯的粘度一般为0103～011Pa?s,配制涂料后,应使其增稠。常用的增稠剂有纤维素、碱溶胀型聚丙烯酸盐及缔合型聚氨酯类增稠剂。水性聚氨酯涂料通常使用缔合型聚氨酯增稠剂。纤维素类增稠剂易被微生物降解,碱溶胀型丙烯酸盐增稠剂会引起水性聚氨酯涂料破乳,影响涂料的外观,缔合型增稠剂的用量过大,会引起涂料的分层。

通常水性聚氨酯涂料可通过采用不溶于水或部分溶于水的一些成膜助剂和加入消泡剂2种方式进

　第4期于良民等:水性聚氨酯的改性及水性聚氨酯涂料

行消泡。所用的消泡剂不仅能消除水性聚氨酯涂料表面的气泡,而且能消除涂料内部的气泡。

212　水性聚氨酯涂料的应用

1)汽车领域[7]

汽车车身涂料一般可以分为4层:电泳涂层、中涂层、底色漆层、罩光漆层。水性底色漆和水性中涂漆在欧洲广泛应用,西欧的水性中涂漆主要是水性聚氨酯和封闭异氰酸酯性树脂2种。日本关西涂料公司开发的水性聚氨酯中涂漆,施工粘度下固体组分已达61%,VOC质量分数为12%,140℃烘干30min,达到溶剂型中涂料的性能。另外水性聚氨酯涂料还可以用作汽车的修补漆,90%汽车修补漆是由双组分脂肪族二异氰酸酯与丙烯酸树脂组成的涂料。

2)皮革涂饰剂[8]

水性聚氨酯乳液用于皮革的涂饰时,其流平性好,成膜性能好,遮盖力强,粘结牢固。涂饰后的皮革具有光亮、丰满、耐磨等特点,同时具有弹性好、耐低温、耐折等优点,克服了丙烯酸树脂类涂饰剂“热粘冷脆”的毛病,国外许多公司都有聚氨酯皮革涂饰剂产品,如荷兰斯塔尔公司的RU3904、德国H oechest 公司的Baydem系列、BASF Astacin Finish PUD系列、Stahl公司的RU系列等;国内的水性聚氨酯生产厂家有浙江三门聚氨酯制品厂、安徽大学、江苏化工研究院等。国内产品的综合性能与国外同类产品相比存在较大的差距,有待于进一步提高。

3)建筑涂料[9]

建筑涂料对耐光性、耐候性等方面的性能要求较高,聚氨酯分散乳液通过调整组分可以使其综合性能满足要求。目前,水性聚氨酯作为建筑涂料已在国外广泛使用。日本涂料公司开发出一种单组分自交联水性聚氨酯涂料,美国P olts ol公司开发的S olucote117-36室外型硬性水性聚氨酯涂料,可应用于耐磨地坪涂料及外墙涂料等。

3　结　语

随着水性聚氨酯的生产和应用的迅速发展,对产品的要求也越来越高,因此,对水性聚氨酯改性的技术要求也日趋完善。随着新的改性技术的不断发展,水性聚氨酯的新产品将会不断地推出,其应用领域也会越来越广,发展前景十分广阔。

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?热固性树脂第22卷　

水性聚氨酯树脂改性研究及应用进展1

水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、ＶＯＣ　含量低等优点，符合发展涂料工业的“三前提”及“四Ｅ原则”。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、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，为了更好地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。目前，其改性途径大致可分为四类：改进单体和合成工艺，添加助剂，实施交联，优化复合。本文主要介绍了环氧树脂改性、聚硅氧烷改性和丙烯酸复合改性、纳米改性、植物油改性、蒙脱土改性、有机氟改性等水性聚氨酯涂料的研究及在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、织物涂料等方面应用进展。１水性聚氨酯树脂改性技术１．１传统三大改性方法目前水性聚氨酯涂料最常见的三大改性方法是环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸改性。近年来，这类方法已有大量报道。环氧树脂为多羟基化合物，在与聚氨酯反应中可以将支化点引入聚氨酯主链，使之形成部分网状结构而性能更为优异。通过环氧树脂和聚氨酯的接枝反应，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，可以提高化学稳定性、耐腐蚀性和漆膜附着力。有机硅化合物分子结构中含有元素硅，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。用有机硅改性聚氨酯可以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。有机硅改性聚氨酯可以通过物理共混来进行，例如，利用水性聚氨酯和聚硅氧烷乳液进行物理共混改性。因此，有机硅改性聚氨酯最常用的方法是共聚改性。通过两端带有反应性官能团的聚硅氧烷低聚物（最常见的是聚二甲基硅氧烷ＰＤＭＳ，或部分甲基被取代后所得聚硅氧烷）与多异氰酸酯经逐步加成，聚合而制得嵌段共聚物。丙烯酸酯与其他合成高分子树脂相比，具有许多突出的优点。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，可以获得优势互补性能。水性聚氨酯／丙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。此外还可以将聚氨酯－丙烯酸酯－有机硅氧烷三元结合起来，制备水性涂料，它综合了丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅三种树脂材料的优点，而且以水作分散介质符合了环保的要求。１．２纳米材料改性水性聚氨酯纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，可以使材料获得新的功能。Ｈｓｕ－Ｃｈｉａｎｇ　Ｋｕａｎ等［１］合成了一种纳米碳管／水性聚氨酯纳米复合材料，这种水性聚氨酯乳液储存稳定，胶膜的热稳定性提高了２６℃，拉伸强度提高了３７０％，拉伸模量提高了１７０．６％。胡津昕等［２］以水性聚氨酯为基体聚合物材料，利用高分子纳米微鲍俊杰１，周海峰１，饶喜梅１，许戈文１，２（１．安徽大学化学化工学院，合肥２３００３９；２．安徽省绿色高分子重点实验室，合肥２３００３９）摘要：综述了水性聚氨酯的纳米改性、植物油改性、蒙脱土改性、有机氟改性等几种常用的改性方法，指出了不同改性技术的特点、方法以及优势。同时介绍了水性聚氨酯树脂在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、织物涂料等方面的应用研究进展。关键词：水性聚氨酯树脂；改性；涂料；进展中图分类号：ＴＱ６３０．４＋１文献标识码：Ａ文章编号：１００６－２５５６（２００６）０９－００４５－０４水性聚氨酯树脂改性研究及应用进展

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

单组份水性聚氨酯木器面漆

单组份水性聚氨酯木器面漆产品简介：水性聚氨酯树脂涂料以水为分散介质，只含有很少量的有机溶剂，不易着火，也很少引起污染，是一种无污染、省能源、节能型涂料。与溶剂型涂料产品相比，具有安全、不燃、无毒、不污染环境等优点。聚氨酯分子结构中具有硬链段和软链段组成的链段结构，决定了其既坚硬又柔韧的独特性能，其两相结构使水性聚氨酯具有优异的低温成膜性、流平性既柔韧性，抗热回粘性好，由于氢键的存在，使其具有耐磨、高硬度。单组份水性聚氨酯木器涂料，具有环境友好特性，并且无溶剂污染，能耗低，适用于连续化工业生产，具有广阔的发展前景。因此，水性聚氨酯涂料，成为当今涂料工业发展的重要方向。成分：基础配方：原料名称质量分数/% 乳液75—90 润湿剂0.2—0.8 消泡剂0.01—0.05 成膜助剂3—8 分散剂0.1—0.5 助溶剂1—5 流平剂0.4—0.5 防腐剂0.05—0.3 增稠剂0.1—0.6 特性： ? 施工过程容易，简单。

? 用水直接稀释，无毒，不燃烧，属新一代水性木器漆。 ? 不含苯、甲苯、游离TDI等致癌物质和有害重金属。 ? 硬度高，漆膜丰满坚韧，手感光滑细腻，抗老化性能极佳。 ? 高级水性透明漆及色漆，色彩丰富，漆膜丰满，光泽持久。 ? 坚实耐水、耐磨、耐擦洗、白漆遮盖力好、透明漆透明度高、抗老化性能极佳。性能检测：测试项目国标光泽GB/T 9754-1988 铅笔硬度ISO 15184:1988 冲击强度GB/T 4893.9-1992 耐水性GB/T 4893.1-2005 GB/T 4893.1-2005 耐碱性（50g/L NaHCO3溶液）耐干热线GB/T 4893.3-2005 细度GB/T 1724-1979(89) 柔韧性GB/T 1731-1993 附着力GB/T 9286-1998 干燥时间GB/T 1728-1979(89) GB/T 4893.1-2005 耐醇性50%（体积）乙醇溶液生产工艺：如上图所示，向容器中依次加入乳液、湿润剂、消泡剂，间隔3—5min，低速搅拌，然后加入与分散好的助溶剂和成膜助剂混合液，中速搅拌15敏，再加入防腐剂、增稠剂，降至低速分散10min，120目纱布过滤出料，配制水性木器面漆。施工工艺：

水性聚氨酯涂料doc

水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述学院：材料与化工学院专业：高分子材料与工程班级：110311班姓名：李辽辽学号：110311122 水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述李辽辽（班级：11班学号：110311122）摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用 0引言聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。 2水性聚氨酯涂料的特点与分类 2.1水性聚氨酯涂料的特点[1] 水性聚氨酯涂料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，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，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、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。 2.2水性聚氨酯涂料的分类目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 2.2.1单组分水性聚氨酯涂料单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：a.热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。b.含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。c.室温固化水性聚氨酯涂料。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。通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯

水性聚氨酯的合成

闫福安，陈俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。关键词：水性聚氨酯；合成；改性 0引言聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg,西欧约4.5kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg。溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。 1水性聚氨酯的合成单体 1.1多异氰酸酯(polyisocynate) 多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的部位特点,可分为四大类：芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,TDI)、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,HDI)、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基－常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI。芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差,易黄变和粉化,属于“黄变性多异氰酸酯”,但价格低,来源方便,在我国应用广泛,如TDI常用于室内涂层用树脂；脂肪族多异氰酸酯耐候性好,不黄变,其应用不断扩大,欧美发达国家已经成为主流的多异氰酸酯单体；芳脂族和脂环族多异氰酸酯接近脂肪族多异氰酸酯,也属于“不黄变性多异氰酸酯”。水性聚氨酯合成用的多异氰酸酯主要有TDI、IPDI、HDI、TMXDI(四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯)。TMXDI可直接用于水性体系,或用于零VOC水性聚氨酯的合成。

单组份聚氨酯防水涂料

单组份聚氨酯防水涂料单组份聚氨酯防水涂料 10 pt字号一、材料简介: 单组份湿固化型纯聚氨酯防水涂料是引进国内最新技术，采用先进工艺和进口原料生产的一种新型纯聚氨酯防水涂料，它克服了双组份聚氨酯防水涂料在使用前要现场调配，且调配不均匀会造成性能下降等缺点。二、主要特点: 1、单组份湿固化型纯聚氨酯防水涂料涂刷以后吸收空气及基层中的水份湿气而固化成膜，属新一代环保产品。 2、特别适合在潮湿基面和复杂结构的防水施工，无溶剂发挥，自流平。 3、施工安全方便，单组份施工无须混合，固化后涂层坚韧高弹。 4、性能稳定，耐热耐寒(-40?-95?)，耐化学腐蚀，耐老化。 5、粘结力强，能粘结混凝土、砖石、木材、玻璃、金属、橡胶等基材。三、技术指标: 执行GB/T19250—2003 序号试验项目技术指标 I II 1 拉伸强度(Mpa) ?1.9 ?,(,, 2 断裂伸长率(%) ?5,, ?,,, 3 撕裂强度(N/mm) 12 14 3 不透水性(0.3Mpa30min) 不透水 4 固体含量(%) ?80 ?80 5 低温折弯性(?) ,4,

6 表干时间(h) ?4h 7 实干时间(h) ?12h 四、应用范围: 1、建筑物的平斜屋面、天沟、雨棚及各种不规则的屋面，特别是要求美观的屋顶、过街天桥通道及运动场的防水处理。 2、可用于各种水利工程，如水渠道、地下建筑工程的防水和密封堵漏。 3、室内外墙体的防水、防潮、装饰;化工厂、钢铁厂、电站等腐蚀环境的屋顶及有酸、碱、盐、油池的外防腐。 4、室内地坪、卫生间、浴室、花园、花坛、温泉水池、游泳池、污水处理池及冷库地坪等的防水工程。 5、各类门窗、穿墙管、裂缝的密封防水。 6、金属、水管表面，镀锌板屋面的防腐、防锈、防水处理。五、施工方法: 1、清除基面上的杂物、污渍、灰尘、涂刷本产品的部位应坚固、干净、无明水。 2、基层小于2mm的裂缝应先用本品涂刷封闭。 3、金属表面须除锈处理后再涂本产品。 4、先进行节点处理，再用塑料或橡胶刮板等适当的工具将本品均匀涂刮于清理好的基面上。 5、涂膜厚度大于2 mm，可分2-3遍涂刮，每次涂刮的时间间隔以上一次涂层表干不粘手为准，涂刮方向应互相垂直。 6、参考用量:(1.0mm厚)1.2-1.5kg/?;(1.5mm厚)1.8-2.0kg/?;(2.0mm厚)2.4-2.8kg/?。六、注意事项: 1、开启后应立即密封，以防吸潮固化而报废，建议开启后一次性用完。 2、当产品贮存期较长时，涂料表面会形成一层薄胶，使用时剔除，不影响使用。 3、

有机硅改性水性聚氨酯

有机硅改性水性聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液的研究李伟,胡剑青,涂伟萍 (华南理工大学化工与能源学院,广州510640) 摘要:以聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基丙烯酸甲酯等为原料,合成了水性聚氨酯丙烯酸乳液,加入含侧氨基和不饱和双键的有机硅氧烷进行扩链改性,得到了一系列有机硅改性的聚氨酯丙烯酸乳液。对得到的产物进行了表征,对改性前后的体系涂膜的性能进行了比较,结果表明,用有机硅改性的聚氨酯丙烯酸乳液形成的涂膜接触角更大、附着力更强、具有更好的耐水性,但硬度稍有下降。关键词:水性聚氨酯;有机硅;接触角;耐水性;柔韧性 0引言水性聚氨酯(WPU)涂料有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。但是单一的PU乳液存在自增稠差、固含量低、耐水性差、机械强度不如丙烯酸树脂等缺点,且成本较高。而聚丙烯酸酯(PA)乳液在性能上能与聚氨酯乳液形成互补,所以将聚氨酯乳液和聚丙烯酸乳液复合制备水性聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)乳液,兼有聚氨酯和聚丙烯酸酯乳液的优点,有很好的应用前景。有机硅树脂表面能低,耐水性、耐候性以及透气性优良,已经广泛用于聚氨酯改性,采用合适化学方法用有机硅对水性聚氨酯-聚丙烯酸酯进行改性,可以得到有良好耐水性以及力学性能的涂膜。本文在聚氨酯链段上引入了几种有机硅氧烷,对得到的产物进行了表征及性能对比,制得了具有优良耐水性及力学性能的聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液[1-2]。 1实验 1.1原料异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、己内酯二元醇(PCL)(M n=2000):工业品,拜耳公司;1,4-丁二醇(BDO):化学纯,上海凌峰化学试剂公司;二羟甲基丙酸(DMPA):工业品,进口;三羟甲基丙烷(TMP):试剂级,上海试剂一厂;N-甲基吡咯烷酮(NMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA)、丙酮:分析纯,湖北大学化工厂;有机硅Z-6011、有机硅Z-6020、有机硅Z-6032:道康宁公司。 1.2合成工艺 1.2.1PU乳液的合成将聚酯多元醇进行脱水处理后加入到装有搅拌器、冷凝管、温度计的四口烧瓶中,水浴升温到75～80℃后,加入IPDI,开动搅拌反应1.5～2h,后加入1,4-丁二醇,80℃反应1～1.5h,然后降温到70℃加入二羟甲基丙酸(溶于NMP中)和三羟甲基丙烷,反应2～3h,期间注意用丙酮调节黏度,后降温至50℃以下,加入有机硅后再加三乙胺中和15～20min,出料,在高速剪切下于去离子水中乳化分散,加入乙二胺扩链。减压脱去溶剂,最后得到半透明的带蓝光的PU乳液。 1.2.2PUA乳液的合成将PU乳液、乳化剂、水混合后置于四口烧瓶中,搅拌加入含有引发剂AIBN的BA溶液,预乳化一段时间于80℃聚合3h,再升温至90℃反应1h,降至室温,出料,得到PUA乳液。 1.3乳液的成膜性能测试 (1)耐水性测试[3]:取适量的乳液涂在聚四氟乙烯板上,室温干燥7d成膜,将膜剪成 2cm×2cm的小块,称质量(m0),然后在水中浸泡一定时间,取出后吸干表面上的液体,称质量(m1)。计算膜的吸水率: 吸水率=(m1-m0)/m0×100% 用上海中晨数字技术设备有限公司JC2000C1型静滴接触角测量仪测量接触角; (2)硬度测试:根据GB/T1730—1993,使用QYB型漆膜摆杆硬度计测量; (3)附着力测试:根据GB1720—1979(1989)测量;

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。KH560的加入使纳米SiO2粒子更均匀地分散在聚氨酯乳液中，且SiO2粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强。当改性SiO2溶胶添加量为5%～10%时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。

水性油漆配方

本帖最后由POD ER 于2009-5-28 21:23 编辑配方介绍: 此水性漆配方以水性聚氨酯分散体和丙烯酸酯乳液为主要原料，适用于木器表漆和塑料。成膜后为全哑光清漆。用此配方开发的产品有成本的优势。原料代码投料数量 1 华津思R4188 50.00 2 华津思HD1902 15.00 3 纯水7.22 4 DPnB 3.00 5 DPM 2.50 6 PA30 0.50 7 BYK028 0.43 8 BYK346 0.10 9 TS-100 2.60 10 Glide 440 0.26 11 RM-2020 0.10 12 RM-8W 0.10 13 95%乙醇 4.78 14 纯水13.48 总计100 注释: 华津思R4188: 水性聚氨酯分散体. 华津思HD1902: 华津思丙烯酸酯乳液. DPnB: 二丙二醇丁醚. 美国陶氏化学. DPM: 二丙二醇甲醚. 美国陶氏化学. PA30: 分散剂。巴斯夫 BYK028：消泡剂BYK BYK346: 润湿剂BYK TS-100: 消光粉迪高 Glide 440: 流平剂 RM-2020：罗门哈斯增稠剂，非离子聚氨酯 RM-8W：罗门哈斯增稠剂，非离子聚氨酯调配方法： 1. 依次投入1、2、3，开机400-600转/分钟，搅拌均匀10分钟。 2. 在400-600转/分钟速度状态下再加入4、5, 搅拌均匀10分钟。 3. 再加入6，7，8 在800-1000转/分钟速度高速分散10分钟。 4. 再加入9，在1000-1500转/分钟速度分散分钟。 5. 再加入10，在600-800转/分钟速度搅拌均匀5分钟。 6. 将11和12，先用13兑稀均匀, 然后慢慢加入以上溶液,在400-600转/分钟速度搅均10-15分钟。

水性聚氨酯的合成与改性_闫福安

CHINA COATINGS 2008年第23卷第7期 15 0 引言聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5 kg,西欧约4.5 kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5 kg。溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。水性聚氨酯的合成与改性 □ 闫福安,陈俊 (武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430073) 摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。关键词：水性聚氨酯；合成；改性中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2008)07-0015-08 Synthesis and modifi cation of water-borne PU Yan fuan, Chen jun (School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, Hubei Province) Abstract: This paper introduces water-borne PU about its monomers, synthesis mechanism, and synthesis technology and modifi cation methods. Relevant enterprises and research institutes China should strengthen the work cooperatively on molecule design, to promote the continuously progressing synthesis technology and the growing market of water-borne PU. Keywords: water-borne PU, synthesis, modifi cation 编者按：本文搜集了相关的情报资料，比较全面地阐述水性聚氨酯的合成技术。相应地，嘉宝莉朱延安、中国科技大章鹏进行了这方面的研发和实验实践。相比之下，为改善PUD分散体涂膜力学性能，选用聚碳酸酯型方向是可行的,但在水性木器涂料中的应用,应综合考虑制造成本、涂料使用范围、对涂膜光泽大小不同要求等方面因素；软段多元醇的选用不可能单一型,可以选用混合型,如PCD与PCL混合,或PCD与聚醚型混合,否则单用PCD,因价格太贵或存在功能过剩,影响水性聚氨酯涂料的推广应用与市场定位。 TECHNICAL PROGRESS DOI:10.13531/https://www.360docs.net/doc/d311213620.html,ki.china.coatings.2008.07.007

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。由于胺与异氰酸酯的反应活性比水高，可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺，在乳化分散的同时进行扩链反应。 4．水：蒸馏水、离子水水是水性聚氨酯胶粘剂的主要介质，为了防止自来水中的Ca2+、寸+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响，用于制备水性聚氨酯胶粘剂的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质，水还是重要的反应性原料，合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主，在聚氨酯预聚体分散与水的同时，水也参与扩链。由于水或二胺的扩链，实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯—脲乳液(分散液)，聚氨酯—脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力，脲键的耐水性比氨酯键好。

水性油漆简介

水性漆介绍水溶性漆是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。水性漆编辑本段水性漆分类凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性漆。水性漆包括水溶型、水稀释型、水分散型（乳胶漆）3种。水溶型水溶型是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。水稀释型水稀释型是指后乳化乳液为成膜物配制的漆，使溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液，制成的漆在施工中可用水来稀释。水分散型水分散型主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的漆。乳液是指在乳化剂存在下，在机械搅拌的过程中，不饱和乙烯基单体在一定温度条件下聚合而成的小粒子团分散在水中组成的分散乳液。将水溶性树脂中加入少许乳液配制的漆不能称为乳胶漆。严格来讲水稀释漆也不能称为乳胶漆，但习惯上也将其归类为乳胶漆。编辑本段发展基本认识

油漆已经在消费者中深入人心，已经成了一个很平常的东西，很多消费者对于油漆了解的还是很少，包括一些销售油漆十几年的老板对于油漆的危害都不是很了解。油漆只能在涂刷过后一个月后才能入住，消费者以为这个时候油漆就没有毒性了，其实这是错误的，没有刺激性气味只是甲醛挥发到了人的生理所能接受的程度，而油漆固化剂和稀释剂中所含的苯，甲苯，游离TDI还在挥发，这些东西要完全挥发干净至少需要几十年的时间，而这些芳香烃物质对于婴儿小孩及未出生的小孩的智力发育是有很大影响的，游离TDI还具有致癌的危险，在欧洲发达国家很早就禁止了油漆的使用。发展阶段大体而言，水性漆技术主要经历了以下三个阶段：第一代水性漆以丙烯酸为主要原料，其优点是耐水、耐候性能好，是目前水性漆生产企业推向市场的主要产品。其缺点是综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差),硬度、耐磨度等物理指标较低，这也是大多数人认为水性漆不好的原因所在。第二代水性漆以丙烯酸和水性聚氨酯的复合物为主要原料，不但继承了第一代丙烯酸产品耐候性、施工宽容度好的优点，同时也提高了水性漆的硬度,但是化学性能仍然比较低，目前国内也只有少数几家企业可以生产，是水性漆中的中档产品。第三代水性漆以丙烯酸改性水性聚氨酯为主要原料，在第二代水性漆产品的基础上，又大大提高了产品的综合性能，铅笔法则测试硬度可以达到2H以上，充分满足了日产需要；耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势；更重要的是化学性能稳定，耐醇耐碱性较前两者大大增强，为水性漆中的高档产品，目前该技术被国内外少数几个厂家所垄断。虽然水性漆有环保漆膜效果好等优点点，但单组份水性漆在硬度，和耐高温等性能上和双组份油性漆还是有一定的差距。比如用在餐桌和地板上就非常容易表现出其在性能上的不足。这一功能上的缺陷导致了水性漆的发展。市场上的假双组份水性漆，就象苹果手机一样，山寨版的产品往往层出不穷。在朝日还没推出双组份水性漆之前，市场上就有部分的小涂料厂开始推出了所谓的双组份水性漆，那其实就是一种油漆的改良产品，虽然其硬度等都提高了不少，但其和普通油漆一样含有大量的有毒物质，违背了水性漆以环保无毒保护环境和人体健康的初衷。编辑本段真假辨别

水性聚氨酯涂料的特点与分类

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水性聚氨酯涂料的特点与分类
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一、水性聚氨酯涂料的特点
水性聚氨酯涂料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，粒径小于 0. 1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，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、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。
料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种： a. 热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。 b. 含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。
二、水性聚氨酯涂料的分类
目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 1. 单组分水性聚氨酯涂料。单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂
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c. 室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和

水性聚氨酯树脂的改性研究进展

水性聚氨酯改性的研究进展（马宁大连工业大学化工与材料学院116034） [摘要]: 详细叙述了水性聚氨酯的各种改性技术,如交联改性,聚丙烯酸酯,环氧树脂改性,有机硅改性,纳米技术改性,天然产物改性等,并对水性聚氨酯的发展前景进行了展望。[关键词]: 水性聚氨酯；改性技术;；展望；环氧树脂;；有机硅树脂 ResearchProgressinModificationTechonologyoftheWaterbornePolyurethane Abstract: The modifications techonology of waterborne polyurethane, such as the crosslinkin gpolyacrylates ,epoxyresin, organosilicon, hano-technology and natural product modifications arediscussed.The prospect of waterbome polyurethane for the future are put forward.; Key words: waterborne polyurethane ;modificationtechonologyprospect 为提高水性聚氨酯涂膜的耐水性和机械性能,可合成具有适度交联度的水性聚氨酯乳液。首先通过,如多元醇、多元胺扩链选用多官能度的合成原材料剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。然后添加内交联剂或外交联剂实现交,即内交联和外交联。 2.1内交联法该法合成水性聚氨酯是在聚氨酯大分子中引入个或个以上官能团的单体,生成具有部分交含有联或者支化分子结构的聚氨酯胶束;另一种是在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂而这些内交联剂只有在使用时由乳液体系的HLB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,生成具有网状个结构的热固性聚氨酯树脂。在大分子中引入含有3或3 个以上官能团的单体生成部分交联或支化结构,即将的聚氨酯树脂的合成一般是采用预聚体分散法交联单体如三聚体或三羟甲基丙烷等与低相对分子质量的聚氨酯预聚体充分混合,在水中分散后再加入扩链剂如乙二胺进行扩链反应。这种方法合成的具有部分交联结构的水性聚氨酯相比于丙酮法制备的水,具有不消耗溶剂(丙酮)且能同时获得高固性聚氨酯含量等优点。,还可采取丙酮法制备这类除预聚体分散法以外内交联型水性聚氨酯,即在预聚体分散前就用部分三官能度的单体如三羟甲基丙烷代替双官能团的单体,用少量丙酮为溶剂解决由于预聚体扩进行扩链反应链后相对分子质量增加而引起的黏度变大的问题,在分散形成乳液后再将丙酮等低沸点溶剂减压脱去,采用这种方法制备的水性聚氨酯具有相对分子质量分布窄、结构及粒径大小可变范围易控制、反应稳定性,但最大的缺点是制备的乳液的涂膜耐溶剂好等优点特别是耐丙酮性能差且工艺复杂,不利于工业化生产。 2.2外交联法添加外交联剂的水性聚氨酯亦称为水性双组分聚氨酯,水性聚氨酯为一组分,交联剂为另一组分。在,将两组分混合均匀,成膜过程中发生化学反使用时应,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的力学性,聚氨能。水性聚氨酯的结构决定着外交联剂的组成酯分子中带羟基、氨基时,常用的外交联剂有水分散多异氰酸酯、氮杂环丙烷化合物、氨基树脂等;聚氨酯,常用的外交联剂有多元胺、环丙分子中带有羧基时烷的化合物及某些金属化合物,如Al(OH)3，Ca(OH)2等。为了更好地改善聚氨酯的性能,可同Mg(OOCH3)2时添加内交联剂和外交联剂,通过双重作用对聚氨酯进行交联改性。聚

水性聚氨酯防水涂料

水性聚氨酯防水涂料产品介绍单组份水性聚氨酯防水涂料（YF-SJ)是以水性聚氨酯树脂为基料，并以水为分散介质的高科技涂料，是通过交联改性聚合物含有封闭异氨酸脂的水性聚合物涂料，具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性、耐水性、耐溶剂性及耐老化性，是当前市场适用于各类工程的最佳防水涂料。该涂料无溶剂污染，加水固化，使用方便。产品特点 ◇ 延伸性能优，抗拉强度高，耐高低温，耐老化，耐腐蚀。 ◇固体含量高达65%，成膜率大，单位面积用料少。 ◇无溶剂挥发，无毒无味无污染，特别适用于饮水工程，是100%的环保产品。 ◇ 可添加颜料，做成各种颜色，以满足客户要求，达到防水装饰效果。 ◇ 使用时可加10%的水做固化剂；可添加砂子做成防滑层；可添加橡胶粉末做成防渗漏密封剂；也可添加轻质的空心填料做隔热保温层，均不会影响其防水效果。适用范围 1、工业与民用建筑的平、斜屋面及各种不规则的屋面，特别是要求带装饰性的屋面及运动场。 2、地铁、隧道、通道、水池、伸缩缝、施工缝、变形缝、天沟及各种水利工程的防渗和密封。

3、可作建筑物裂缝的修补，膨胀结合处的密封。 4、可作防腐地坪、防腐池及管道的外防腐、隔热、保温。产品性能指标\等级Ⅰ Ⅱ 拉伸强度MPa≥ 1.9 2.45 断裂延伸率％≥ 550 450 撕裂延伸率N/mm≥ 12 14 固体含量%≥ 65 低温弯折性℃≤ -40 表干时间（h）≤ 12 实干时间（h）≤ 24 施工工艺要点： 1. 基面要求干净，无杂物，无油污，坚固，无起砂，有裂缝缺陷应先进行修复，阴阳角做成圆弧；金属表层须先除锈。 2.材料准备：使用前要先将涂料搅拌均匀，不要有沉淀，然后再加10%的清洁水搅拌均匀即可。 3. 可用刮涂法或机械喷涂施工。平面的防水工程涂刮一道即可成型并达到所需的厚度，立面的防水工程需先涂一道非常薄的涂层，以防流挂，再在基层上一次性施工成设计所需厚度。 4. 如需刮涂第二遍，需在上道涂层完全固化后方可进行（约24小时后）。 5. 铺贴保护层或饰面材料，需在涂膜完全固化后进行。施工时应防

改性水性聚氨酯及其粘接性能

改性水性聚氨酯及其粘接性能综述了水性聚氨酯的改性方法，包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、有机氟改性、纳米材料改性、复合改性。比较了各种改性方法的优缺点，指出了水性聚氨酯胶粘剂所存在的问题，展望了水性聚氨酯胶粘剂改性发展趋势。标签：水性聚氨酯（WPU）；胶粘剂；改性聚氨酯（PU）是在高分子链的主链上含有重复的氨基甲酸酯键结构单元（—NHCOO—）的高分子化合物，具有成膜强度高、柔韧性好、粘附力强，良好的耐磨、耐水、耐化学药品等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、油墨等领域[1～4]。随着环境保护压力的增大，溶剂型聚氨酯胶粘剂应用受到限制。WPU胶粘剂具有不燃、气味小、不污染环境、节能等优点[5～7]，正面临前所未有的发展机遇。 1 水性聚氨酯改性 WPU主要是线性热塑性高分子，由于分子间缺乏交联，分子质量较低，所以WPU存在干燥速度慢、耐水耐溶剂性差和胶膜力学强度低等缺点[8，9]。为了改善WPU胶的综合性能，扩大应用领域，必须对其进行改性。 1.1 环氧树脂改性环氧树脂具有一系列优良的性能[10]。用环氧树脂改性WPU可以形成各种性能新颖的材料。环氧树脂改性方式主要有3种：机械共混、接枝共聚和环氧开环共聚。 Fu等[11]以1，4-丁二醇（BDO）和二羟甲基丙酸（DMPA）为扩链剂，合成了环氧树脂改性WPU乳液。实验结果表明，当环氧树脂E20质量分数为8%时，改性乳液具有更好的综合性能，胶膜的机械性能和热稳定性更好。由此环氧树脂改性的WPU乳液制得的胶粘剂能够满足汽车内饰胶的需求。 Xi等[12]以甲苯二异氰酸酯（TDI）和聚丙烯乙二醇2000（PPG）为原料与环氧树脂反应制备互穿聚合物网络PU胶粘剂。考查了环氧树脂含量对PU胶的形态结构、导电性、热稳定性和粘接性能的影响。结果表明，环氧树脂能改善PU胶的形态结构，提高胶膜的热稳定性和粘接强度。 1.2 丙烯酸酯改性利用丙烯酸酯改性聚氨酯乳液主要有物理共混和共聚改性2种方法。其中共聚乳液制备方法包括：①共混交联法，即PU乳液和PA乳液共混后，外加交联剂进行交联；②乳液共聚法[13]，一般在聚氨酯链中引入不饱和双键，再利用双