常用水性聚氨酯涂料配方
水性聚氨酯
原理一：外乳化法
其原理与自由基乳液聚合的乳化原理相似，是先制备一定分子量 的聚氨酯预聚体，在搅拌下加入适当的乳化剂，在强烈搅拌下经强力 剪切作用将其分散于水中依靠外部机械力制成聚氨酯乳。但此法制得 的聚氨酯乳液粒径大，分布宽，稳定性较差，限制了其使用范围。所 以目前已基本不在使用。
原理二：自乳化法
低温性能与结构的关系：
低温弹性通常用玻璃化温度和耐寒系数来衡量。玻璃化 温度的高低取决于大分子链和链段的柔顺性。
耐水性能与结构的关系：
聚氨酯的水解作用与聚氨酯结构中的水解稳定性有一定 的关系，但具体的机理还有待于进一步的探讨。
水性聚氨酯配方设计考虑因数
设计因数 软硬段比例
根据分子结构中亲水基团的类型，自乳化型水性PU可分为 阳离子型，阴离子型，两性型和非离子型。 亲水性基团的引入方法可采用亲水单体扩链法、聚合物反 应接枝法以及将亲水性基团直接引入大分子聚合物多元醇 中等方法。其中，亲水单体扩链法具有方法简便、应用范 围广等优点，是目前制备离子型水性聚氨酯的主要方法其 反应原理如下：
概述
聚氨酯的含义:
聚氨酯也叫聚氨基甲酸酯(Polyurethane 简称ＰＵ）它是分子 结构中含有重复的氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的高分子聚合物的总 称，是一种性能优异的高分子材料。 聚氨酯是一种含有软段和硬段的嵌段共聚物，其中软段由低聚物 多元醇 (通常是聚醚、聚酷或聚烯烃二醇)组成，而硬段由多异氰酸 酷或其与小分子扩链剂组成。由于两种链段的热力学不相容性，形成 了聚氨酷独特的微相分子结构，这种化学结构决定了它具有软硬度可 调节范围广、耐低温、耐摩擦耐脆化、柔韧性好、附着力强、拉伸强 度高、弹性好等优点。因此聚氨酯有着相当广泛的应用，被誉为万能 聚合物。
汽车修补漆用水性聚氨酯金属闪光底色漆的配方设计及性能
色漆 。
水 性底 色漆 发展 的初 期是 以水性 丙 烯酸乳 液为 主要 成膜物 质 ，具有 干燥 快、成本 低等优点 ，但水性丙烯酸底 色漆普遍存 在难 调色、层间附着力差 、耐水性 差的缺 点。 后来 ，为 了提高综合性能 ，水性底 色漆 开始 使用丙烯酸和 水性聚氨酯混拼体 系。而今市场 已出现 了纯聚氨酯的水性 底色漆 ，相 比于 已经研发 了几代 的水性 修补漆系统 ，新型 水性产 品应具有 以下优 势 ： （ １ ）容 易使用（ 像 溶剂型产品的 低 黏度及更好 的雾化效果 ；更好 的银粉 排列控制 、垂直稳 定性好 ；更好更快的颜色 驳口能 力 ；更 广阔的应用于各种 拌均匀后加入水性聚氨酯分散体 ，中速分散 ３ ０ ｍ ｉ ｎ ，调节 ｐ Ｈ值在 ８ ． ０ ～ ８ ． ５之间。然后 ，将制得 的水性铝粉浆与去离 子水混合均匀后 ，在较低 的剪切速度下加入 到已 制好 的树 脂 液中 ，低 速搅拌下分散 ５ ～ｌ ０ ｍ ｉ ｎ ，使漆液充分混合均 匀 。最后加入水性 Ｃ Ａ Ｂ溶液缓慢搅拌 ，调节 Ｄ Ｈ 值和黏度 ， 过滤制得水性金属 闪光底 色漆 。值得注意的是无论是水性 铝粉浆还是水性金属 闪光漆 的配制 ，均应在较低 的低 剪切 速率下进行 ，同时为 了使铝粉颜料产生金属 闪光效应 ，其
１ ． ２ 实验 配 方
修补漆用水性金属 闪光底 色漆 的配 方如表 ｌ所示 。 １ ． ２ ． １修补漆用水性金属 闪光底 色漆的制备工艺
首先 ，将分散剂加入到～定 比例 的水和溶 剂中 ，搅拌 均匀 ， 再 加入 水性 铝粉 ， 低 速搅拌均匀 ，浸泡 ２ ４ ｈ ，备用。
双组分水性聚氨酯涂料
固化原理
双组分水性聚氨酯涂料的成膜主要包括物理干燥和化 学干燥两个过程，两组分在混合前，分别处于不同的相内， 混合时，通过机械搅拌，固化剂均匀分散在羟基丙烯酸分 散体中，形成均匀的单相体系，与此同时，水、羟基、 异 氰酸酯的反应竞争激烈，并且羟基与异氰酸酯的反应是立 即发生的，而水与异氰酸酯的反应在2h后开始发生的。
0.1～0.5
0.1～0.5 0.1～0.3 0.1～0.3 60 0.2～0.6 100
操作要点：将上述前5种 原料依次加入不锈钢桶砂磨机 研磨至细度≤20 μm为合 格。
涂料的配方与制备
• 水性涂料的制备
序号 1 原料名称 水性色浆 w/% 40
2
3 4 5 6
Bayhydrol A 145
增稠剂 脱泡剂 消泡剂 蒸馏水
根据P/B确定用量
0.2～0.6 0.1～0.3 0.1～0.3 调节黏度至出厂 值
将上述原料2、3、4和5 在低速搅拌下依次加入 上道工艺中已经分散好 的水性颜料色浆中，然 后加入适量的蒸馏水调 节涂料的黏度为涂-4杯 120～150s为合格，用 160目纱布过滤后，用塑 料桶包装，为A组分。
双组分水性聚氨酯
定义
双组分水性聚氨酯由含羟基树脂和多异氰酸酯预聚物 两组份组成，涂装后-OH和多异氰酸酯的-NCO在常温下交 联、固化，形成具有立体网络结构的交联涂膜。 根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚 氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。
物化性能
具有优异的保色保光性，户外长期曝晒使用，不易变 色和失光，耐候性佳。同时，它具有耐磨性、耐化学品、 耐溶剂性能好，附着力突出等优点，其干燥性能极佳，特 别是固化温度低、交联速率快。
物化性能
聚氨酯的合成工艺
改性水性聚氨酯涂料的合成工艺引言：随着人们环保意识的增强，人们对自身的生活环境越来越关注，传统的溶剂型聚氨酯胶粘剂有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点,而水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点，而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，它是以水为分散介质的二元胶体体系，符合目前化工环保的要求，因此日益受到人们的关注。
然而，一般的聚氨酯乳液固含量低，胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，对水性聚氨酯乳液进行适当的改性后能更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围。
在各种改性方法中，最引人注目的是聚氨酯/聚丙烯酸改性(PUA) 复合乳液的研究。
PUA 改性树脂将两种材料的最佳性能融合于一体，可制备出高固含量的水性树脂，降低加工能耗，提高生产率，其胶膜柔软、耐磨、耐湿擦、耐水解性能优异。
PUA 的研制方法有共混复合、共聚复合、核－壳乳液聚合法和PUA 互穿网络乳液聚合法4 种。
其中用环氧树脂E-44 和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯，丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA 发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，HEA 为核壳之间桥连的核壳交联型PUA 复合乳液。
这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强，丙烯酸酯的耐水和耐候性好，环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。
实验研究结果表明：随着环氧树脂E-44 和MMA 添加量增大，胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高，胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低，当环氧E-44 含量为4%，MMA含量为20%~30%时综合性能较好。
改性后的聚氨酯在下几种用途时有杰出的综合效果：水性聚氨酯木器涂料，水性聚氨酯织物涂料，建筑防水涂料，水性聚氨酯防腐涂料，水性聚氨酯汽车涂料，功能性水性聚氨酯涂料。
共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1) 聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；(2) 先合成聚氨酯聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(3) 2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聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(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，得到聚氨酯丙烯酸酯共聚乳。
!无溶剂法合成高固含量水性聚氨酯
中山大学硕士学位论文无溶剂法合成高固含量水性聚氨酯姓名：周海锋申请学位级别：硕士专业：高分子化学与物理指导教师：卢江20090611第一章前言１．１聚氨酯简述聚氨酯（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，简称ＰＵ）是指主链中含有许多重复的氨基甲酸酯链节（即氨酯键一ＮＨ—Ｃ０－ｏ＿）的高聚物，全称是聚氨基甲酸酯。
一般由多异氰酸酯与多元醇（包括含羟基的低聚物）加聚反应生成，如图１－１。
按多元醇的主链结构分为聚醚型和聚酯型两类。
ＯＣＮ—Ｒｌ－ＮＣＯ＋Ｈｏ＿Ｒ２—ｏＨ—Ｐ～舻Ｒ２＿０－ｃｏ．ＮＨ—ＲＩ＿ＮＨ－ｃｏ＿ＯＲ＿ｏ～图Ｉ－Ｉ合成聚氨酯的基本反应聚氨酯除含有大量的氨基甲酸酯基外，还可能有酯基、醚基、缩二脲基、脲基甲酸酯基、异氰脲酸酯基，以及油脂的不饱和基团等；既有柔性的链段，又有刚性的链段，在大分子链之间还存在氢键，使它具有优异的性能，如较强的耐磨性，良好的附着力，优良的耐低温、耐油、耐水、耐酸碱及耐化学品性。
由于原材料和配比的变化，其性能可在很宽的范围内改变，可以制得硬、半硬及软的泡沫塑料、塑料、弹性体、弹性纤维、合成皮革、涂料、胶黏剂及防水灌浆材料等产品，在国防、基建、化工防腐、车辆、飞机、木器、电气绝缘等各方面都得到了广泛的应用。
聚氨酯制品的独特性能和广泛应用，促使其消费量直线上升。
据英国ＩＡＬ咨询公司ＡｎｇｅｌａｒＡｕｓｔｉｎ报道，２００５年世界聚氨酯制品总产量约为１３７５万ｔ，２０００一－－２００５年年均增长率为６．７％。
预计２０１０年产量将达１６９１万ｔ，２００５－－一２０１０年年均增长率为４．２％。
［１］聚氨酯按分散介质分为溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯两大类。
传统的溶剂型聚氨酯在合成过程中需要使用大量的有机溶剂，致使产品中挥发性有机化合物（ｖｏｃ）含量高，易造成环境污染，危害人体康健［２］。
水性聚氨酯是以水代替变小，但当亲水性基团的含量增加到一定程度后，粒径的变化较小。
另一方面，粒径随着亲水性基团含量的增多而减小势必将增加总的双电层数和粒子的流体体积，增加了微粒之间的总体作用力，从而导致黏度的增大。
水性聚氨酯涂料的配方
水性聚氨酯涂料的配方
引言
水性聚氨酯涂料具有环保、耐候性好、施工方便等优点，因此在建筑、汽车、家具等领域得到广泛应用。
本文将介绍一种常见的水性聚氨酯涂料的配方，以供参考。
配方材料
以下是制作水性聚氨酯涂料所需的主要材料：
1. 聚氨酯树脂：负责提供涂料的强度和耐候性，可根据需要选择不同牌号和型号的聚氨酯树脂。
2. 溶剂：用于调节涂料的粘度和干燥速度，常见的溶剂有水、醇类和酮类。
3. 交联剂：用于促进聚氨酯树脂的固化和硬化，提高涂料的耐磨性和耐化学品性能。
4. 填料：可根据需要添加适量的填料，如硅酸盐和纳米颗粒，用于改善涂料的性能和增加涂层的厚度。
5. 助剂：用于改善涂料的流动性、抗沉降性和分散性，例如分散剂、稳定剂等。
配方步骤
以下是制作水性聚氨酯涂料的一般步骤：
1. 根据配方比例将聚氨酯树脂和溶剂混合，并充分搅拌均匀，直至溶解。
2. 将交联剂逐步加入混合物中，并搅拌均匀，以促进固化和硬化反应。
3. 根据需要，逐步加入填料，并边加入边搅拌均匀，确保填料均匀分散在涂料中。
4. 最后，添加助剂以改善涂料的流动性和稳定性，充分搅拌均匀。
总结
水性聚氨酯涂料的配方包括聚氨酯树脂、溶剂、交联剂、填料和助剂。
通过合理调配这些材料，并按照一定步骤混合搅拌，可以
制备出具有优异性能的水性聚氨酯涂料。
具体的配方比例和工艺参数应根据具体的应用场景和要求来确定。
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
常用水性聚氨酯涂料配方
常用水性聚氨酯涂料配方水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一,它适用于热敏温度低于（60 — 80） C常温交联固化的高、中档木器（家具等）,高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。
产品配方：1、改性三聚体交联剂产品可由TDI、IPDI、MD I和XDI等异氤酸酯制造。
其芳香族NCO反应温度在（120 —150） C,脂肪族NCO反应温度在（150 — 200） °C。
它的最大优点是无黄变,水白透明,较适用于愈酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。
为增强综台性能，需采用两个NCO基团活性不同的二异氤酸酯，并要将反应中产生的端NCO用多元酿-愈酸反应掉,以利于胺中和及产物的水洛性。
由于其熔点高，反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机麟催化剂及120 C以上温度,异氤酸酯可发生自缩聚反应生成三聚体化合物。
其催化剂中戊杂环麟化氢是最有效的 ,反应温度低，收率可达90 % ,再用三聚催化法促进反应完全,并对残基进行封闭。
产品配方：NCO:多元酿愈酸（物质的量比）为6: 1:。
工艺步骤:多元酿-愈酸溶液制备,按配方将新戊二酿、苯偏三甲酸酊、DMPA、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌，升温至80 C ,完成溶解后,升温至148 C回流脱水至透明后,过滤出料备用。
亚胺预聚体的制备:按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜,升温至148 C回流脱水后,加入10 %磷酸（甲苯）液降温至120 C ,通入氮气，将TDI、IPDI加入单体滴加釜,在2 . 5h内完成滴加后,升温至130 °C反应1h ,将10 %戊杂环麟化氢液加入滴加釜,开始缓慢滴加，不断观察物料反应情况, 防止爆聚,滴完在130C反应2h、140 C 1h、145 C 30min , 降温至70 C ,将多元酿-愈酸液加入滴加釜开始滴加，滴完在70 C反应（2 — 3） h ,检测NCO转化率达96 %,加入10 %醋酸锂液,此时有两种工艺:一是降温至25 C ,静置7d ;二是升温至（80 — 90） C反应（2 — 3） h , 测游离TD I在％以下,加入10 %对甲苯磺酸甲酯液、10 %二甲基毗哩液升温至85 C反应20min ,抽真空脱出2/3量的有机溶剂，再加入亲水溶剂调节固含量为50 % ,降温至50 °C加入50 %三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H值至,升温到60 C反应至透明,降温到40 °C出料.2、改性HDI缩二脉交联剂产品配方：NCO H2O = 3: , NCQ OH =6: 1,理论NCO 含量=% ,采用分阶段聚合反应、中和法。
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常用水性聚氨酯涂料配方
水性聚氨酯涂料是一种环保型涂料，具有良好的附着力、耐磨性、耐化学物质腐蚀、耐水性和气相透性等特点，被广泛应用于家具、建筑、汽车和木制品等领域。
以下是几种常用的水性聚氨酯涂料配方。
1.签发箱木器涂料：
-异丙醇：250克
-水：150克
-异六亚甲基二异氰酸酯：250克
-超稀的尿素醛树脂：20克
-环氧丙烷：5克
-搅拌20分钟
2.家具聚酯颜料涂料：
-赛白粉：50克
-环氧乙烷：100克
-偶乙烯二胺：100克
-福尔马林：100克
-含有聚酯树脂的溶剂：200克
-混合均匀
3.乳胶聚酯家具涂料：
-乳胶乳：150克
-聚酯树脂：70克
-聚醚：30克
-偶乙烯二胺：10克
-油漆稠化剂：10克
-搅拌均匀
4.汽车防腐聚酯漆配方：
-聚丙烯酸：400克
-聚醋酸乙烯酯单体：300克
-溶剂：50克
-铝粉：300克
-适量的颜料
-混合均匀后添加固化剂
5.木器底漆：
-乳胶乳：400克
-聚酯树脂：200克
-环氧底漆：100克
-偶乙烯二胺：10克
-钛白粉：150克
-油漆稠化剂：10克
-混合均匀
以上是几种常用的水性聚氨酯涂料配方，每种涂料的成分比例和配方可以根据具体需求进行微调。
值得注意的是，使用涂料时需严格按照产品说明书操作，确保操作安全和涂层质量。