水性聚氨酯
聚碳酸酯水性聚氨酯是什么
聚碳酸酯水性聚氨酯是什么
聚碳酸酯水性聚氨酯，简称为水性PU，是一种新型环保型材料，具有优良的性能和广泛的应用前景。
它是由聚碳酸酯和水性聚氨酯相结合而成的一种高分子复合材料，具有独特的性能优势，被广泛应用于涂料、涂膜、胶粘剂、塑料制品等领域。
首先，聚碳酸酯水性聚氨酯具有优异的环保性能。
相较于传统的有机溶剂型产品，水性PU在生产过程中几乎不产生VOCs挥发性有机化合物的排放，大大减少了对环境的污染。
由此也使得水性PU逐渐成为各行业替代传统溶剂型材料的首选材料之一。
其次，水性PU具有优异的耐候性和耐化学性。
这种材料不仅具有优异的耐水性和耐酸碱性，还可以有效地抵御紫外线的侵蚀，因此在户外应用中有着良好的保护效果，能够保持长期的外观稳定性，并且能够在各种恶劣环境条件下发挥出色的性能。
此外，水性PU还拥有良好的可塑性和加工性能。
其可根据实际需要进行调整配方，以满足不同产品的要求。
水性PU作为一种新型高分子复合材料，还具有良好的粘接性能和机械性能，可以广泛应用于各类塑料制品、建筑涂料、汽车涂装等领域。
总的来说，聚碳酸酯水性聚氨酯以其优越的性能和环保的特点，正在逐步取代传统的有机溶剂型产品，成为各行业的新宠。
未来，随着科技的不断发展和人们对环保的重视，水性PU必将有着更加广阔的应用前景，并将在各个领域展现出更大的潜力和价值。
1。
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。
水性聚氨酯简介
水性聚氨酯胶黏剂简介一、水性聚氨酯胶黏剂分类到目前为止，水性聚氨酯的研究已有60多年，其有各种各样的分类方式，通常采用的分类方式有以下六种。
1、按使用形式分类按使用形式分类，可分为单组份与双组分水性聚氨酯。
（1）单组份水性聚氨酯单组份水性聚氨酯应用最早，一般指可直接投入生产使用的或者无需交联剂的水性聚氨酯，有着耐水性较差的缺点，但通过交联改性可以获得较高的稳定性、力学性能、耐水性的提升。
（2）双组分水性聚氨酯双组分水性聚氨酯是指多异氰酸酯预聚体与多元醇两个组分，其单独使用时不能直接投入生产，必须添加交联剂。
使用时将两组分混合，多异氰酸酯与多元醇和空气中的水反应，生成聚脲与聚氨酯，从而产生交联。
双组分水性聚氨酯的耐水性较好，但多异氰酸酯与水反应生成CO2，导致聚氨酯胶膜气泡较多，外观较差，且不环保。
2、按亲水基团分类根据水性聚氨酯分子主链或者侧链上的离子基团性质或是否携带离子基团，可将其分为阴离子、阳离子和非离子型。
（1）阴离子型水性聚氨酯因为反应完全、综合性能好而最为常用，可以分为羧酸型和磺酸型，其离子基团一般在侧链上。
（2）阳离子型水性聚氨酯为主链或侧链上含有锍离子或铵离子的水性聚氨酯，亲水的铵离子一般由含氨基的扩链剂经酸化或者烷基化的反应形成，也可以将含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷以及酸反应生成，阳离子型水性聚氨酯的主要缺点是热稳定性与力学性能较差。
（3）非离子型水性聚氨酯的分子主链或侧链中不带有亲水离子基团。
要使非离子型水性聚氨酯乳化，就必须加入乳化剂并在高速旋转的剪切乳化机下乳化，也可以通过形成非离子亲水基团来进行乳化，如羟甲基，非离子型的水性聚氨酯耐水性较差。
3、按原料分类水性聚氨酯的主要原料为低聚多元醇和多异氰酸酯。
（1）低聚多元醇按主要原料多元醇分类，有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四氢呋喃、聚丙烯酸多元醇、丙烯酸酯、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯二醇、蓖麻油、聚酯酰胺、聚丁二烯二醇等，主要使用的是聚酯型二元醇和聚醚型二元醇。
水性聚氨酯的用途
Байду номын сангаас 录
• 引言 • 水性聚氨酯的特性 • 水性聚氨酯的应用领域 • 水性聚氨酯的优势与挑战 • 水性聚氨酯的发展趋势 • 结论
01 引言
主题简介
• 水性聚氨酯是一种以水为分散介质的聚氨酯材料，具有环保、 低VOC排放等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰等领 域。
聚氨酯简介
03
随着技术的不断进步和市场需 求的变化，水性聚氨酯的应用 领域将进一步拓展，市场前景 广阔。
未来展望
01
针对水性聚氨酯的性能和应用领域，需要加强基础研究，提高 材料性能和稳定性，以满足更广泛的应用需求。
02
探索水性聚氨酯与其他高分子材料的复合技术，以实现性能互
补，拓展应用领域。
推动水性聚氨酯在绿色建筑、新能源、生物医疗等领域的应用，
纳米复合材料的应用
将纳米材料与水性聚氨酯结合，制备出具有优异性能的纳米复合材 料，如增强耐磨性、提高阻隔性能和改善导电性等。
市场前景
1 2
市场需求持续增长
随着环保意识的增强和工业领域对高性能涂料的 不断需求，水性聚氨酯的市场需求将持续增长。
拓展应用领域
水性聚氨酯在建筑、汽车、家具、纺织等领域的 应用逐渐扩大，将进一步推动其市场发展。
环保性
低VOC排放
水性聚氨酯以水为分散介质，不含有害的 有机溶剂，因此对环境友好，减少了对空 气和水的污染。
水性聚氨酯在生产和使用过程中VOC排放 量极低，符合现代绿色环保的要求。
高附着力
优异的物理性能
水性聚氨酯对各种基材如金属、塑料、木 材等都具有优良的附着力，可广泛应用于 各种材料的涂装和保护。
应用领域有限
由于水性聚氨酯的性能和应用 领域有限，其应用范围受到一
水性聚氨酯
外乳化法
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。 自乳化法制得的水性聚氨酷，乳液粒径小，稳定性高， 成膜性、粘附性好，是目前制备水性聚氨酯的主要方 法。
引入的亲水基团
自乳化制备水性聚氨酯的主要方法：
1.溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂 (如丙酮、
甲乙酮和四氢呋喃，由于大多数采用丙酮为溶剂，故溶液法又被广
氢键的影响： 氢键可直接影响力学性能外，还可以影响聚集态结构。 如硬段之间的氢键能促进硬段的取向和有序排列，有利于 微相分离。 耐热性能与结构的关系： 聚氨酯的耐热性可用其软化温度和热分解温度来衡量。 一般来说，分子量提高，硬段的刚性和比例增加，交联密 度增大，均有利于提高软化温度。聚氨酯的分解温度则取 决于大分子结构中各基团的耐热性。
1. 按外观分类
名称 状态 外观 水溶液 溶解~胶体 透明 分散液 分散 半透明乳白 乳液 分散 白浊
粒径，μm
分子量
<0.001
1000~10000
0.001～0.1
数千～20万
>0.1
>5000
聚氨酯疏水性强，不能直接溶于水，也很难分散在水中。因此，用传统的工 艺先合成聚氨酷后，再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯，又由于异氰 酸酯遇水即迅速反应，也很难在水中进行制备，因而必须采用新的方法来合 成水性聚氨酯。
水性聚氨酯
2016.9.3
水性聚氨酯概念 水性聚氨酯分类 水性聚氨酯制备方法 水性聚氨酯影响性能的因素
水性聚氨酯的概念
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。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯材料是一种新型的环保型高分子材料，它具有优异的性能和广泛的应用领域。
水性聚氨酯材料以水作为溶剂，不含有机溶剂，具有低挥发性和低毒性，对环境和人体健康无害，是一种绿色环保的材料。
本文将从水性聚氨酯材料的性能特点、制备工艺、应用领域等方面进行介绍。
一、水性聚氨酯材料的性能特点。
1. 环保性，水性聚氨酯材料以水为溶剂，不含有机溶剂，不会产生挥发性有机化合物，对环境无污染，符合环保要求。
2. 耐候性，水性聚氨酯材料具有优异的耐候性，能够在室外环境下长期使用而不发生老化、褪色等现象。
3. 耐化学性，水性聚氨酯材料具有良好的耐化学性，能够抵抗酸碱、溶剂等化学物质的侵蚀，具有较强的耐腐蚀性。
4. 耐磨性，水性聚氨酯材料具有良好的耐磨性，能够承受一定的摩擦和冲击而不易损坏。
5. 耐温性，水性聚氨酯材料具有较高的耐温性，能够在一定温度范围内保持稳定的性能。
6. 耐水性，水性聚氨酯材料具有良好的耐水性，能够在潮湿环境下长期使用而不发生变形、腐蚀等现象。
二、水性聚氨酯材料的制备工艺。
水性聚氨酯材料的制备工艺主要包括原料准备、反应制备、加工成型等步骤。
其主要原料包括聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等。
制备工艺流程一般包括以下几个步骤：1. 原料准备，将所需的聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等原料按一定配方准备好，保证原料的质量和比例。
2. 反应制备，将聚醚多元醇、异氰酸酯等原料按一定比例混合，在一定条件下进行反应，生成水性聚氨酯树脂。
3. 加工成型，将制备好的水性聚氨酯树脂进行加工成型，可以通过涂覆、浸渍、喷涂、注塑等方式进行加工成各种形状的制品。
三、水性聚氨酯材料的应用领域。
水性聚氨酯材料具有广泛的应用领域，主要包括涂料、胶粘剂、印刷油墨、合成革、纺织品涂层、建筑防水材料等。
具体包括以下几个方面：1. 涂料，水性聚氨酯涂料具有优异的耐候性、耐磨性和耐化学性，广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。
水性聚氨酯资料(科天化工)
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
七、水性聚氨酯应用
3. 织物整理
防水透湿涂层剂 羊毛织物防缩整理剂 抗静电整理 抗起毛起球整理 免烫整理剂 涂料印花
七、水性聚氨酯应用
4. 涂料
在国外水性涂料研究中，水性聚氨酯涂料就占了主导 地位 在水性聚氨酯涂料应用方面的技术研究应集中于以下 几方面：
1. 2. 3. 4. 5. 降低树脂的内聚强度 复合改性 加强对高固含量和粉末状水分散型聚氨酯的研究 水性紫外光聚氨酯涂料 利用可再生资源如植物油、松香及废弃塑料制备多元醇
七、水性聚氨酯应用
5.玻纤浸润剂
聚氨酯乳液含有极性很强的氨酯键，对玻纤黏结 集束性好，分子中软段和硬段相结合，蓦地弹性特别 好，对玻纤的保护作用优于其他品种的成膜剂 国产较少
七、水性聚氨酯应用
6. 鞋化用树脂
PUD应用与鞋化材料有两个用途：填充和表面光亮装 饰。 目前国内用量较大，仅次于皮革用树脂，但是产品多 为外来产品
水性聚氨酯
合肥市科天化工有限公司
董事长：戴家兵
一、聚氨酯概述
聚氨酯
1. 结构
O O C NH
2. 原料丰富，成品形态各样，被誉为“可剪裁性” 聚 合物 3. 应用广泛 涂料、胶黏剂、弹性体… 4. 溶剂性PU的VOC高，污染大，水性化是趋势
一、聚氨酯概述
水性聚氨酯的主要用途
水性聚氨酯的主要用途水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WPU）是一种以水作为离子液体的分散剂，将聚氨酯颗粒分散于水介质中的乳液。
它由两个主要组分组成，一是聚异氰酸酯（Polyisocyanate），二是聚醚或聚酯，这两种物质通过反应生成聚合物。
水性聚氨酯具有延展性好、光泽度高、耐光性好等优点，并且在适当的情况下也具有高强度和耐磨性。
它在各个领域有广泛的应用，以下是水性聚氨酯的主要用途：1. 涂料和油漆：水性聚氨酯在涂料和油漆行业中被广泛使用。
它可以用于室内和室外的木材、金属、塑料等基材的涂装，其具有良好的耐久性和抗磨损性。
它在汽车修复、家具制造、建筑装修等领域发挥着重要作用。
2. 胶水和粘合剂：水性聚氨酯可以用作胶水和粘合剂，用于粘接各种材料，如木材、纸张、皮革、橡胶、布料等。
这种胶水具有良好的粘接性能和强度，广泛用于家具制造、制鞋业、包装业等。
3. 印刷和涂层：水性聚氨酯可以用于印刷油墨和涂层材料。
它可以提供光滑均匀的涂层，并具有优异的耐磨性和耐化学品腐蚀性。
这些特性使得水性聚氨酯成为印刷、包装、纺织印染等行业的理想选择。
4. 皮革和纺织品：水性聚氨酯可用于制作人造革和涂层纺织品。
它可以提供良好的弹性和耐用性，使得人造革更接近天然皮革。
水性聚氨酯涂层还可以在纺织品上形成一层薄膜，提供较好的防水性和耐磨性。
5. 包装材料：水性聚氨酯可以用于食品和药品包装材料的涂层。
它具有良好的耐油脂和耐化学品腐蚀性，可以保护包装材料不受外界环境的影响，并延长产品的保持期限。
6. 粘土和泡沫：水性聚氨酯可以用于制作粘土和泡沫材料。
它可以增加粘土的强度和耐久性，并提供泡沫的柔软性和弹性。
这些材料广泛应用于艺术和手工制作。
7. 医疗器械：水性聚氨酯可以用于制作医疗器械和医用材料。
它可以提供柔软的表面和良好的生物相容性，适用于手术器械、医用胶带和伤口敷料等。
总结来说，水性聚氨酯作为一种环保、高性能的材料，在各个领域都有广泛应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
08/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
(2) 扩链反应
小分子二元醇扩链
小分子二元胺扩链 水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
09/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
05/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.3 亲水扩链剂
(1) 阴离子型 (2) 阳离子型 (2) 非离子型
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
06/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
外乳化法（外加乳化剂）
水
水溶性原料法
性
化 方
熔融分散法
法
固体自分散法
自乳化法
相转变法
—NCO封端法
水中扩链
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
07/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成39; OH
O
O
OCN R NH C O R' O C NH R NCO
方式、反应时间）。 3.2 不同点： 复鞣剂：
（1）分子量适宜皮内渗透，一般不加交联剂，呈线形； （2）对成膜无要求。 涂饰剂：
（1）分子量较大，要加交联剂，呈体型； （2）成膜性能有很高的要求（粘着性好、抗张强度高、反弹性好、耐溶剂、
耐干湿擦、耐水性好、耐磨性好等）。
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
2.3.1 硬段对性能的影响 （1）异氰酸酯 （2）扩链剂或交联剂 （3）亲水扩链剂
2.3.2 软段对性能的影响 （1）聚醚型 （2）聚酯型
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
16/22
2. 水性聚氨酯的结构与性能
2.3.3 R值对聚氨酯性能的影响 R = —NCO / —OH
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
14/22
2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 2.2 微相分离
硬链段内相互作用的微区示意图
硬段相区和软段相区表现出 既相融合又相互分离的特性
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
15/22
2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 3 水性聚氨酯结构与性能的关系
(1) 聚醚型二元醇 聚丙二醇 PPG
聚乙二醇 PEG
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
04/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.2 大分子多元醇化合物
(2) 聚酯型二元醇 聚己二酸乙二醇-1,4-丁二醇酯二醇 PBA
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
18/22
4. 功能化水性聚氨酯
4.1 荧光
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
19/22
4. 功能化水性聚氨酯
4.2 无卤阻燃
27.3%
Zhang P, He Y, Tian S, et al. Flame retardancy, mechanical, and thermal properties of waterborne polyurethane conjugated with a novel phosphorous‐nitrogen intumescent flame
01/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.1 多异氰酸酯
RNC O
(1) 芳香族二异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯(TDI) 4，4′—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
02/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
Waterborne Polyurethane
—NH—CO—O—
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
目录 CONTENTS
水性聚氨酯 Waterborne Polyurethane
水性聚氨酯的基本原料与合成 水性聚氨酯的结构与性能 水性聚氨酯在皮革中的应用 功能化水性聚氨酯
(5) 乳化 H-OH+ R-NCO —— R-NHCONH-R ＋CO2
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
12/22
2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 1 水性聚氨酯链的结构
2.1.1 水性聚氨酯结构单元的化学组成
CON
Si P S
2.1.2 结构单元的序列结构
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
（3）引入亲水基团 引入阴离子基团
引入阳离子基团 水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
10/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
（4）中和成盐
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
11/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
13/22
2. 水性聚氨酯的结构与性能
2. 2 水性聚氨酯的凝聚态结构
2.2.1 水性聚氨酯间的氢键
氨基甲酸酯键、脲键 —NH— 氨基封端的端氨基 —NH2
氨酯羰基 —NHCOO— 脲羰基 —NH—CO—NH— DMPA上的羧基羰基 —COO软段聚醚的醚氧基 —COC—
酯羰基 —COO—
提供质子 质子的受体
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.1 多异氰酸酯
(2) 脂肪族二异氰酸酯： 已二异氰酸酯 (HDI)： 异佛尔酮二异氰酸酯 (IPDI)： 二环已基甲烷二异氰酸酯 (HMDI)
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
03/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.2 大分子多元醇化合物
（1）R值较小时 乳液粒径小、较透明 分子量大，成膜较软，伸长率大
（2）R值较大时 乳液粒径大、外观呈白色、稳定期较短 分子量小，成膜较硬，脆性大，伸长率小
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
17/22
3. 水性聚氨酯在皮革中的应用
聚氨酯复鞣剂与涂饰剂比较
3.1 相同点： 合成原理（逐步嵌段加成反应）、反应条件基本相同（反应温度、加料