水性聚氨酯研究进展
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。
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近年来在胶粘剂领域中备受关注的一种新型材料，其具有环保、优良的性能和广泛的应用前景，因此受到了国内研究者的广泛关注和研究。
本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行综述，以期为相关研究提供参考和指导。
一、水性聚氨酯胶粘剂的基本性能水性聚氨酯胶粘剂是一种以水为分散介质的聚氨酯胶粘剂，其具有以下基本性能：1. 环保性：水性聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂，不产生挥发性有机化合物（VOCs），符合环保要求，适合现代环保意识的需求。
2. 耐候性好：水性聚氨酯胶粘剂在各种恶劣环境下的耐候性能好，具有优异的耐水性、耐油性和耐化学品腐蚀性，因此适用于一些特殊场合的使用。
3. 粘接性能优良：水性聚氨酯胶粘剂具有优异的粘接性能，不仅可以粘接多种基材，而且在低温、高湿等条件下仍能保持较好的粘接性能。
4. 施工性好：水性聚氨酯胶粘剂在施工过程中不含有毒有害物质，不产生刺激性气味，施工方便、安全。
5. 广泛的应用前景：水性聚氨酯胶粘剂可广泛应用于纺织品、皮革、木材、金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等材料的粘接，具有广阔的市场前景。
1. 水性聚氨酯胶粘剂的合成方法水性聚氨酯胶粘剂的合成方法是该领域的关键研究方向之一。
国内研究者通过改进聚氨酯的合成工艺和改良配方，逐渐实现了水性聚氨酯胶粘剂的高效合成。
研究者采用预聚体法合成了具有优异性能的水性聚氨酯胶粘剂，提高了产品的性能指标和降低了成本。
2. 水性聚氨酯胶粘剂的性能改进水性聚氨酯胶粘剂的性能改进是国内研究的重点之一。
研究者通过改变水性聚氨酯的结构和分子量、添加特定的助剂等手段，提高了水性聚氨酯胶粘剂的粘接强度、耐水性、耐热性等性能，使其更加适合各种特定的应用场合。
3. 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重要方向之一。
研究者针对不同的应用领域，如纺织品、皮革、木材、金属、塑料等材料的粘接需求，进行了一系列的应用研究。
磺酸盐型水性聚氨酯的研究进展
磺酸盐型水性聚氨酯的研究进展首先，磺酸盐型水性聚氨酯的合成方法方面，研究人员借鉴了传统的聚氨酯合成方法，在原料选择、反应条件控制等方面进行了调整和优化。
采用酸化反应、缩聚反应等工艺，通过控制反应条件，成功合成了一系列磺化度不同的水性聚氨酯。
研究表明，磺化度的增加可以显著改善聚氨酯的溶解性和光敏性能，提高其在水中的分散性和相容性。
其次，磺酸盐型水性聚氨酯的性能调控方面，研究人员通过改变聚氨酯的配比、反应时间、反应温度等参数来调控其分子结构和性能。
磺酸盐型水性聚氨酯具有优异的机械性能、热稳定性和耐化学性能，在应用中表现出较好的性能，但也存在一定的缺陷。
研究人员通过调控合成条件和添加功能化单体等方法，成功改善了其柔韧性、耐溶剂性和耐高温性能，使其在更广泛的领域得到应用。
再次，磺酸盐型水性聚氨酯应用领域方面，研究人员通过对其性能的研究，发现其具有优异的表面活性性能和胶凝性能，在涂料、粘合剂、印刷油墨等领域具有广泛的应用前景。
研究人员还通过改变聚氨酯的结构和添加功能化单体等方法，成功将其应用于医学材料、电子材料、纺织材料等领域，展示了广阔的应用前景。
最后，磺酸盐型水性聚氨酯的未来发展方向。
尽管磺酸盐型水性聚氨酯在各个领域都有着良好的应用前景，但其在性能和应用方面仍然存在一定的局限性。
因此，今后的研究工作应集中在以下几个方面：一是进一步完善磺酸盐型水性聚氨酯的合成方法，提高其合成效率和产率；二是增强其性能调控能力，提高其力学性能、热稳定性等方面的优异性能；三是拓宽其应用领域，进一步改善其在医学材料、电子材料等领域的应用效果，推动其产业化进程。
总之，磺酸盐型水性聚氨酯作为一种新型的水溶性聚合物，具有广泛的应用前景。
在其研究中，通过合成方法的优化，性能调控的改善以及应用领域的拓宽等方面取得了显著的进展。
然而，还存在一些亟待解决的问题，需要进一步深入研究与探索。
相信在不久的将来，磺酸盐型水性聚氨酯将在各个领域发挥更为重要的作用。
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。
3. 多样化应用水性聚氨酯胶粘剂将会在国内更多的领域得到应用，包括电子、航空航天、轨道交通等高新技术领域。
4. 自主创新能力水性聚氨酯胶粘剂国内研究将更加注重自主创新，提高自主研发能力，加强自主品牌建设，推动中国水性聚氨酯胶粘剂产业的发展。
水性聚氨酯研究报告
水性聚氨酯研究报告引言水性聚氨酯（waterborne polyurethane，简称WPU）是一类具有良好环保性能的高分子材料，在涂料、胶黏剂、弹性体等领域具有广泛的应用。
本报告旨在介绍水性聚氨酯的研究进展、制备方法、特性以及应用前景，促进对水性聚氨酯的进一步研究和开发。
1. 水性聚氨酯的制备方法水性聚氨酯的制备方法主要包括亲水基团引入法、无溶剂法和乳液聚合法等。
其中，乳液聚合法是目前较为常用的方法，具体流程如下： 1. 选择合适的聚醚多元醇和二元异氰酸酯作为主要原料。
2. 在适当的温度和条件下，将聚醚多元醇和二元异氰酸酯进行预聚合反应，形成醇胺预聚体。
3. 将醇胺预聚体与水相稳定体系（包括乳化剂和乳化助剂）进行乳化，得到水性聚氨酯乳液。
4. 进行乳液的脱溶剂化，其中常用的方法有真空蒸馏法、半透膜脱溶法等。
2. 水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著特性： - 环保性：相对于传统的溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具有低挥发性，减少了有机溶剂的使用，符合环保要求。
- 优异的物理性能：水性聚氨酯具有良好的柔韧性、强度和耐候性等物理性能。
- 良好的附着力：水性聚氨酯能够与不同类型的基材形成牢固的结合，提供优异的附着力。
- 调控性能：水性聚氨酯可以通过调整主链结构、交联机理和配方等方式，实现对其性能的调控。
3. 水性聚氨酯在涂料领域的应用水性聚氨酯在涂料领域具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面： 1. 家具涂料：水性聚氨酯具有优良的耐刮擦性、耐磨损性和耐化学药品腐蚀性，适用于家具表面的涂装。
2. 木器涂料：水性聚氨酯可用于室内外木器的装饰和保护，具有优异的抗紫外线性能和耐候性能。
3. 金属涂料：水性聚氨酯具有优异的耐蚀性和防锈性能，适用于金属表面的防腐涂料。
4. 汽车涂料：水性聚氨酯可以作为汽车涂料的基材，具有良好的附着力、耐候性和耐化学腐蚀性。
4. 水性聚氨酯在胶黏剂领域的应用水性聚氨酯在胶黏剂领域也具有广泛的应用前景，如下所示： 1. 木工胶：水性聚氨酯胶黏剂用于木工胶可以提供优良的粘接强度和耐候性。
水性聚氨酯技术的国内外最新研究进展
２）先合成含亲水基团的聚氨酯预聚体，再外加乳化剂或自乳化将其分散于水中并以此为种子 乳液，然后滴加引发剂和丙烯酸酯单体来进行乳液聚合，合成具有核一壳结构的ＰＵＡ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ＰＵＡ复合乳液。这些 方法巧妙地提高了ＰＵ和ＰＡ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他丙烯酸酯单体进行乳
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图１制备过程
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Ｄ．Ａｔｈａｗａｌｅ［１３］分别采用冷拼法和半连续乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯杂
化乳液。研究发现采用半连续乳液聚合法制备的杂化乳液耐化学品性能和机械性能均较冷拼法所 得的共混乳液提高，且当丙烯酸酯和聚氨酯之间的比例大约为５０：５０时，对水性聚氨酯性能提高的 促进效果最佳。
１聚丙烯酸酯改性水・性聚氨酯
聚丙烯酸酯（ＰＡ）树脂具有优异的耐光性、耐候性，受紫外光照射不易黄变，耐酸、碱、盐腐蚀，柔 韧性高和对颜料极佳的润湿性。同时由于其低廉的价格和优异的性能，其在涂料工业中的地位是毋 庸置疑的。用聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯（ＰＵＡ）可将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐 磨性与聚丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合，是制备高固含、低成本水性树脂的好办法， 这种方法在提高水性聚氨酯树脂性能的同时又降低了成本，从而开拓了市场。国外已经在很多领域 有了广泛的应用，国内起步相对较晚。聚丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚物薄膜的强度、断裂伸长率及耐 溶剂性均比共混物优越，因为共混只是两种树脂的机械混合，而共聚则改变了树脂的内部结构。 １．１聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法 丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法很多，共聚乳液的制备方法主要有以下几种： １）ＰＵ乳液和ＰＡ乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯一聚丙烯酸酯共混复合乳液；成膜时，聚氨 酯乳液跟聚丙烯酸酯乳液通过交联剂结合起来。这种复合乳液兼具两种纯乳液的性能，且通常介于
水性聚氨酯研究进展
技术进展 Technology Progre ss水性聚氨酯研究进展 颜 俊 涂伟萍 杨卓如 陈焕钦(华南理工大学化工学院,广州,510640)提 要 介绍了国内外水性聚氨酯研究的进展。
关键词 水性聚氨酯,粘合剂,涂料 聚氨酯即聚氨基甲酸酯(PU),它是分子结构中含有重复的氨基甲酸酯基(—NHC OO—)的高分子聚合物的总称。
自从1937年德国Bayer教授首次合成聚氨酯以来,聚氨酯以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点逐渐被人们所认识。
因而,基于聚氨酯弹性体的发泡材料、涂料、胶粘剂用途越来越广。
聚氨酯的发展大致可分为两个阶段。
第一阶段主要以溶剂型聚氨酯为主;第二阶段是水性聚氨酯迅速发展的阶段。
水性聚氨酯迅速发展的原因是多方面的。
首先,有机溶剂易燃易爆,挥发性大,气味大,甚至有毒有害。
所以,从安全角度,从减少大气污染和保护人民身体健康角度看,水性涂料的发展是必然的。
从成本和资源角度看,也应该发展水性涂料替代溶剂型涂料。
1 国外水性聚氨酯的发展方向早期的水性聚氨酯是单组分、线性的,在涂膜干燥后亲水性基团不减少,干燥形成的涂膜遇水易溶胀,耐溶剂性和耐热性也不好,降低了其使用性能。
为了提高水性聚氨酯涂膜的耐水性、耐热性,各国研究人员进行了大量的研究工作。
1.1 双组分水性聚氨酯20世纪90年代开发了双组分水性聚氨酯。
制备双组分水性聚氨酯有几种方法。
其一是利用含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物制取双组分水性聚氨酯[1]。
但是,含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物的制备价格昂贵。
其二是用亲水的聚醚与多异氰酸酯发生部分反应制取亲水性好的多异氰酸酯组分以加强甲、乙组分的相容性[2～4]。
但是,用亲水的聚醚改性多异氰酸酯增加了成本,而且亲水聚醚会引入涂膜耐水性变差的问题。
当然也可用高速剪切混合来加强两组分的相容性,但是能耗和设备费却增加了。
美国ARC O化学技术公司开发了一种新技术并于1999年9月获得专利[5],新技术的核心是使用含重复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇的水分散聚合物。
水性聚氨酯涂料技术研究进展
水性聚氨酯涂料技术研究进展水性聚氨酯涂料是一种环境友好型涂料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着人们环保意识的不断提高，水性聚氨酯涂料的研究和应用愈加受到。
本文将综述水性聚氨酯涂料的背景、研究现状、研究方法、研究结果、结论与展望以及水性聚氨酯防腐涂料的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时人们开始环保和健康，推动了水性涂料的研究和开发。
随着技术的不断发展，水性聚氨酯防腐涂料的应用范围越来越广泛，涉及到石油、化工、冶金、汽车、船舶、桥梁等领域。
目前，国内外对于水性聚氨酯防腐涂料的研究主要集中在配方设计、工艺流程、原料选择、质量控制等方面。
在配方设计方面，水性聚氨酯防腐涂料的成膜物质以聚氨酯为主，同时还需要加入各种功能助剂和填料，以改善涂料的性能。
在工艺流程方面，水性聚氨酯防腐涂料的制备主要涉及混合、搅拌、研磨、过滤等步骤。
在原料选择方面，需要选择低毒性、高性能的原料，以确保涂料的安全性和稳定性。
在质量控制方面，需要对涂料的成分、性能和稳定性进行严格把控，确保产品的质量。
目前，水性聚氨酯防腐涂料已经取得了显著的研究成果。
涂层的防腐性能、物理机械性能、耐化学试剂性能等指标均得到了显著提升。
水性聚氨酯防腐涂料还具有很好的耐磨性、耐候性和抗紫外线性能，可以在各种恶劣环境下使用。
展望未来，水性聚氨酯防腐涂料在工业防腐、海洋防腐、交通防腐等领域的应用前景十分广阔。
在工业防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于石油、化工、冶金等行业的设备防腐，提高设备的耐久性和安全性。
在海洋防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于船舶、码头、海上平台等设施的防腐蚀保护，提高海洋工程的安全性和可靠性。
在交通防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于汽车、火车、飞机等交通工具的防腐保护，提高交通工具的使用寿命和安全性。
水性聚氨酯防腐涂料的研究和应用进展顺利，已经得到了广泛应用。
未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，水性聚氨酯防腐涂料将会发挥更大的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
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技术进展 Technology Progre ss水性聚氨酯研究进展 颜 俊 涂伟萍 杨卓如 陈焕钦(华南理工大学化工学院,广州,510640)提 要 介绍了国内外水性聚氨酯研究的进展。
关键词 水性聚氨酯,粘合剂,涂料 聚氨酯即聚氨基甲酸酯(PU),它是分子结构中含有重复的氨基甲酸酯基(—NHC OO—)的高分子聚合物的总称。
自从1937年德国Bayer教授首次合成聚氨酯以来,聚氨酯以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点逐渐被人们所认识。
因而,基于聚氨酯弹性体的发泡材料、涂料、胶粘剂用途越来越广。
聚氨酯的发展大致可分为两个阶段。
第一阶段主要以溶剂型聚氨酯为主;第二阶段是水性聚氨酯迅速发展的阶段。
水性聚氨酯迅速发展的原因是多方面的。
首先,有机溶剂易燃易爆,挥发性大,气味大,甚至有毒有害。
所以,从安全角度,从减少大气污染和保护人民身体健康角度看,水性涂料的发展是必然的。
从成本和资源角度看,也应该发展水性涂料替代溶剂型涂料。
1 国外水性聚氨酯的发展方向早期的水性聚氨酯是单组分、线性的,在涂膜干燥后亲水性基团不减少,干燥形成的涂膜遇水易溶胀,耐溶剂性和耐热性也不好,降低了其使用性能。
为了提高水性聚氨酯涂膜的耐水性、耐热性,各国研究人员进行了大量的研究工作。
1.1 双组分水性聚氨酯20世纪90年代开发了双组分水性聚氨酯。
制备双组分水性聚氨酯有几种方法。
其一是利用含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物制取双组分水性聚氨酯[1]。
但是,含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物的制备价格昂贵。
其二是用亲水的聚醚与多异氰酸酯发生部分反应制取亲水性好的多异氰酸酯组分以加强甲、乙组分的相容性[2～4]。
但是,用亲水的聚醚改性多异氰酸酯增加了成本,而且亲水聚醚会引入涂膜耐水性变差的问题。
当然也可用高速剪切混合来加强两组分的相容性,但是能耗和设备费却增加了。
美国ARC O化学技术公司开发了一种新技术并于1999年9月获得专利[5],新技术的核心是使用含重复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇的水分散聚合物。
新技术无须使用制备含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物时必须的羟烷基丙烯酸单体,同时,它可使用T DI、H DI等多异氰酸酯作另一组分,也无须高速剪切混合,因而降低了成本。
而且它独特的整齐重复的羟基提高了聚氨酯的光亮度、硬度和耐候性。
有3个美国专利[6～8]介绍了含重复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇的水分散聚合物的制取。
如:先加入烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇单体然后逐渐加入其他单体如丙烯酸酯单体,在约130～170℃下反应。
逐渐加入的方式有利于生成整齐重复的羟基。
残余单体由真空精馏或薄膜蒸发分离。
另一新的技术是以半交联含多羟基的聚氨酯预聚体作甲组分,甲组分含有机硅和(或)有机氟[9]。
这种水性聚氨酯的热稳定性好,耐水性、耐溶剂性,耐化学试剂和耐候性都接近双组分溶剂型聚氨酯。
而且,解决了传统的水性聚氨酯分子中大量存在的脲基容易使涂膜泛黄的问题。
1.2 新的单组分水性聚氨酯在双组分水性聚氨酯迅猛发展的时候,能克服某些传统的单组分水性聚氨酯缺点的新的单组分水性聚氨酯也不断地被开发出来。
Natesh通过试验发222001年第7期 化工进展现[10],当聚氨酯分子链中两个氨基甲酸酯基之间的碳原子数大于6时(大于8时为佳),水性聚氨酯膜的耐潮湿性能大有提高,即使是使用白色颜料也有较好的性能。
而且为降低成本,只需视情况在传统的水性聚氨酯中混入这种新的水性聚氨酯(一般>30%)即可。
为了使聚氨酯分子链中两个氨基甲酸酯基之间的碳原子数大于6,必须选择特殊的二异氰酸酯,如德国汉高公司的产品2-庚烷基-3,4-二(9-异氰酸酯基壬基)212戊烷基环己胺(DDI.RT M.1410)。
在使用传统的预聚体法制备单组分水性聚氨酯时常会发生—NC O与水发生反应,从而造成二胺扩链反应少,影响水性聚氨酯的耐溶剂性。
Lo的核-壳聚合水性聚氨酯[11]克服了上述问题。
他分别制备两种预聚体,两种预聚体的亲水基团含量不同。
然后将两种预聚体分散于水中,亲水性好的预聚体形成壳包裹了亲水性不好的预聚体。
通过包裹核保护核上的—NC O,使得二胺扩链顺利进行。
国外还有许多水性聚氨酯方面新的专利和论文。
如Duan发明了一种磺酸型水性聚氨酯粘合剂[12]解决了传统单组分水性聚氨酯达不到FEIC A (欧洲粘合剂制造协会)最低标准的问题。
又如:美国M W Urban用ATR FTIR光谱法研究了涂膜-空气和涂膜-底层两个界面。
了解膜形成过程中涂膜的变化和各种影响因数[13]。
总之,单组分水性聚氨酯性能大为改观,双组分水性聚氨酯性能接近或在某些方面超过溶剂型双组分聚氨酯。
2 国内水性聚氨酯的研究进展国内近年来对水性聚氨酯的研究非常活跃,研究范围不断拓展,研究水平不断提高。
2.1 新产品开发温州瓯海东宝化学有限公司的孙大庆等研制了高含量水性脂肪族聚氨酯皮革涂饰剂[14]。
他们将IPDI、四氢呋喃聚醚、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、丙酮置于装有冷凝器的三口烧瓶中,在80℃下搅拌反应近4h,冷却,加入三乙胺水溶液中和反应1h后,升温真空脱丙酮,当固含量达到理论值时,得成品乳液。
杭州应用工程技术学院的朱春凤开发了RK-915阳离子水性聚氨酯[15]。
阳离子水性聚氨酯用作底涂可以提升皮革档次是国外90年代研制的新型涂料。
朱春凤用聚醚二醇和2,4-甲苯二异氰酸酯(T DI)在80℃左右反应3h,滴加2,3-二溴丁二酸扩链剂后反应5h,加入丙酮在60℃反应2h,按比例加入三乙胺季胺化,然后乳化1～2h,减压蒸馏除去丙酮制得成品。
吉林大学邱延臣等人合成了水性乙烯基聚氨酯粘合剂[16]。
他们采用多组分乙烯基单体共聚,在主链结构上引入含不同极性基团的单体,通过乳液聚合,合成各种类型的水性乙烯基聚氨酯粘合剂。
考察不同主链结构、固化剂类型及用量对剪切强度的影响规律,比较乳化剂的类型对转化率及吸水分数的影响。
结果表明,剪切强度与引入主链的极性基团有关(其由大到小顺序为OH,C OOH,C ONH2),也与异氰酸酯的类型有关(剪切强度的大小顺序为M DI, PAPI,T DI)。
实验原料为醋酸、乙烯酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2,4-甲苯二异氰酸酯(T DI)、4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(M DI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、聚乙烯醇、聚乙醇辛基苯基醚(PO-10)、十二烷基硫酸钠、过硫酸胺。
2.2 通过改性来改进水性聚氨酯的性能南京大学陈红等人通过将甲苯二异氰酸酯与聚四氢呋喃、二羟甲基丙酸反应制得的聚氨酯预聚体在低浓度氨基硅油的水乳液中扩链,合成了一种硅氧烷改性的聚氨酯水乳液,并用傅立叶红外光谱、ESC A能谱、接触角仪、电子拉力试验机、吸水率测定及乳液稳定性测试对其进行研究。
结果表明硅氧烷改性的聚氨酯水乳液稳定性好,硅氧烷在乳胶膜表面富集,对聚氨酯材料有明显的表面改性作用,材料耐水性提高,而本体的力学性质变化不大[17]。
中南工业大学李芝华等人对丙烯酸树脂改性的水性聚氨酯热行为进行了分析。
通过两种树脂的机械共混、化学共混即核-壳型聚合过程,及设计聚氨酯(PU)、丙烯酸树脂(PA)分子链之间形成化学键等方法,研究了用丙烯酸树脂改性的水性聚氨酯.DSC曲线分析表明:材料中的PU链的软段、硬段及PA分子链之间具有一定的相容性和共混程度;PU链硬段、PA分子链之间形成化学键,能提高二者分子链相容性及共混程度;化学共混体系即核-壳型聚合物PUA及PUA′中PU、PA分子链之间处于一定的微相分离状态;机械共混物PU/PA 体系中PA分子链与PU链硬段具有较高的相容性和共混程度,但聚氨酯链软段与PA链之间的共混程度较低,系机械混合,并PU链硬段与PA能形32 化工进展 2001年第7期成化学键时,PU链硬段与PA分子链之间具有一定的相容性和共混程度,但PU软段与PA分子链之间的相分离明显[18]。
2.3 双组分水性聚氨酯的研究双组分水性聚氨酯中聚氨酯组分内的异氰酸酯非常活泼,其NC O基团易与水、醇溶剂发生反应,因此制备水性聚氨酯的方法之一,就是利用封闭剂对NC O基团进行保护,得到在常温下稳定的亚氨酯,以防止醇、水等亲核试剂的进攻。
使用时在一定的温度条件下,亚氨酯解封,释放出活性的NC O基团,与多羟基化合物等反应生成强度较高的聚氨酯产物。
因而,封闭剂及封闭和解封的反应条件研究十分重要。
上海大学化学与化工学院和复旦大学的张剑秋,张宝华和柳臻分别用对氯苯酚和2,4-二氯苯酚对T DI进行了封闭,研究了封闭和解封的反应条件,得到了解封的反应温度和时间的关系,获得了具有较低解封温度的三官能度的T DI封闭产物[19]。
双组分水性聚氨酯与单组分水性聚氨酯相比涂饰过程比较复杂,而且对涂膜性能的影响较大。
同济大学材料科学与工程学院顾国芳研究了双组分水性聚氨酯涂料的分散和成膜,对该领域提供了指导。
顾国芳认为由于异氰酸酯低聚物粘度高,必须有较高的剪切力才能保证其在羟基组分中的分散。
透明涂料在混合后的反应是以异氰酸基与羟基的反应为主,而加颜料填料涂料混合后的反应是以异氰酸基与水的反应为主。
双组分水性聚氨酯涂料的成膜与溶剂型聚氨酯涂料及聚合物乳液涂料成膜机理不同,其可使用时间应以硬度或光泽度随时间变化来确定[20]。
3 参考文献[1]K ubitza,et ,5075370.1991[2]Jacobs,et ,5200489.1993[3],5194487.1993[4]P otter,et ,5389718.1995[5]Cuo,et ,5973073.1999[6],5475073.1995[7],5646213.1997[8],5646225.1997[9]H ,5798409.1998[10]Natesh,et ,5728769.1998[11]Lo,et ,5959003.1999[12]Duan,et ,5872182.1999[13]Urban M W,et al.Journal of C oatings T echnology,1999,71(8):75～78[14]孙大庆.皮革化工,1999,16(2):12[15]朱春凤.西北轻工业学院学报,1998,16(1):51～59[16]邱延臣.吉林大学自然科学学报,1999(1):76～78[17]陈红.功能高分子学报,1999,12(3):297～301[18]李芝华.湖南师范大学自然科学学院,1999,22(3):68～72[19]张剑秋.青岛大学学报,1999,14(2):29～32[20]顾国芳.建筑材料学报,1999,2(2):136～140颜 俊 男,28岁,硕士,主要从事水性聚氨酸合成研究。