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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。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯（PU）材料是一种新型环保材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
它是一种以水为分散介质的聚氨酯树脂，与传统的有机溶剂型聚氨酯相比，具有无毒、无味、无污染、易于操作等优点，被广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体、合成革、纺织品涂层等领域。
首先，水性聚氨酯材料在涂料领域具有独特的优势。
传统的有机溶剂型聚氨酯涂料在施工过程中会释放出大量的有机溶剂，对环境和人体健康造成危害。
而水性聚氨酯涂料采用水作为分散介质，不含有机溶剂，具有低VOC（挥发性有机化合物）排放、低气味、低污染的特点，符合现代人们对环保和健康的需求。
此外，水性聚氨酯涂料还具有良好的附着力、耐候性和耐化学性，能够在金属、塑料、木材等多种基材上形成坚固、耐久的保护膜，广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。
其次，水性聚氨酯材料在胶粘剂领域也有着重要的应用。
由于其优异的粘接性能、耐化学性和耐候性，水性聚氨酯胶粘剂被广泛应用于纺织品、鞋材、包装材料等行业。
与传统的有机溶剂型胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂，具有低气味、低污染的特点，符合国家对环保产品的要求。
而且，水性聚氨酯胶粘剂还具有优异的粘接性能，能够在不同材料之间形成牢固的结合，提高产品的质量和使用寿命。
此外，水性聚氨酯材料还在弹性体、合成革、纺织品涂层等领域有着广泛的应用。
它可以用于制备高弹性的弹性体制品，具有良好的柔韧性和耐磨性，被广泛应用于鞋底、汽车减震器、运动器材等领域。
同时，水性聚氨酯材料还可以用于制备合成革，具有质地均匀、手感舒适、耐磨耐刮的特点，被广泛应用于家具、汽车内饰、箱包等领域。
此外，水性聚氨酯涂料还可以用于纺织品涂层，提高纺织品的耐水性、耐洗性和耐磨性。
总之，水性聚氨酯材料具有优异的性能和广泛的应用前景，在涂料、胶粘剂、弹性体、合成革、纺织品涂层等领域都有着重要的应用。
随着人们对环保和健康的要求不断提高，水性聚氨酯材料将会在更多领域得到应用和推广，成为未来发展的重要方向。
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。
聚氨酯优缺点
聚氨酯优缺点简述
聚氨酯分为水性聚氨酯跟油性聚氨酯两大类，其中水性聚氨酯是以水作为分散介质，其优点是加工方便、成本低，但其缺点同样突出主要为耐久性差、微空隙多、耐水的渗透性差；油性聚氨酯是以有机溶剂作为分散介质，与水性聚氨酯比其优点主要为：材料自身强度相对较高、耐磨性好、与水泥接触面的粘结强度高，其缺点主要为抗拉伸强度低，外力作用下易拉裂导致防水失效。
通过总结1号线堵漏效果发现，经过2-3年部分聚氨酯堵过地方再次发生渗漏，说明采用聚氨酯作为隧道堵漏材料其长期效果并不理想。
经了解，目前新型堵漏材料为聚合物水泥（用丙烯酸对水泥等胶结材料进行改性），此种材料具有高强度（快速硬化、强度为C30混凝土的2倍）外还具有一定的柔性（外力作用下可拉伸），阻水性、抗拉、抗裂性均较好。
因此我们建议，对隧道漏水部分进行分类处理，较小的单个漏点、或非关键部位的漏点可采用聚氨酯材料进行堵漏处理；对伸缩缝、施工缝及裂缝持续发育部位可尝试采用聚合物水泥进行堵漏。
由于聚合物水泥还没有在寒冷地区的应用实例，建议先找两处漏水严重部位进行试验，对聚合物水泥的堵漏方案及应用效果进行评价。
水性聚氨酯的性能以及特点
随着经济高速发展，环保要求越来越高，国内许多单位都积极投入到水性聚氨酯的研发中，据不完全统计，目前我国水性PU胶粘剂的科研、生产单位已有上百家。
水性PU胶粘剂具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物性可调节范围宽等优点，已在植绒、多种层压制品的粘合（包括薄膜、织物、棉或化纤、无纺布、纸张、食品包装复合塑料薄膜等）、汽车内饰材料的粘接、木工、压敏胶、制鞋等领域得到广泛应用。
1.植绒胶粘剂水性聚氨酯具有优良的柔韧性，性能超过了丙烯酸乳液胶粘剂，可用作植绒胶。
如许戈文等人研制出的环氧改性聚氨酯阳离子乳液体系，其粘附力、耐水性、耐溶剂性、手感等方面性能优异。
2.层压制品及复合包装聚氨酯胶粘剂中含有异氰酸酯基（-Nc0）和氨基甲酸酯基（-NHCOO-），与含有活性氢的材料有着优良的粘接力，还可与被粘材料产生氢键作用，使粘合更加牢固。
聚氨酯胶粘剂的配方可调，胶层从柔性到刚性可任意调整，适合多种材料复合包装及层压复合的要求。
另外由于胶膜气味小、无毒，特别适用于食品包装复合薄膜及装饰用复合胶粘剂。
安徽大学绿色高分子材料重点实验室研制的PU-5080水性聚氨酯胶粘剂可用于磁层压、织物处理、材料粘合等领域，固含量（30±1）％，PH值6～9，断裂伸长率>400％，拉伸强度>13MPa。
3.木材胶粘剂木材加工是胶粘剂最大的应用领域。
胶合板、纤维板、刨花板常用的胶粘剂有脲醛、三聚氰胺-甲醛、酚醛树脂胶等。
采用‘三醛树脂’制造复合板材，一般要求木材水分质量分数在2％以内，而未经干燥处理的木材水分质量分数在10％左右甚至更高，需要经过干燥处理才能进行复合加工，否则压制时可能产生爆裂。
另外，三醛树脂在粘接及制品使用过程中会产生有刺激性气味的甲醛，对环境造成污染。
脲醛胶粘的制品耐水性较差，聚醋酸乙烯乳液则耐水性及耐热性均不佳，热压时易透胶。
而采用乙烯基水性聚氨酯胶粘剂可克服以上缺点，能在室温下胶接木材，具有初粘性高，对较湿的木材也能适应等优点。
水性聚氨酯(PU)容易出现的问题和特点
水性聚氨酯（PU）容易出现的问题和特点水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，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在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂等都有着广阔的应用，但是因为内含有多种助剂，机械设备的搅拌运转使大量的空气混入水性聚氨酯中，由于水性聚氨酯的粘度较高，导致气体难以溢出，因此形成泡沫，泡沫过多容易影响生产的效率。
那么水性聚氨酯消泡剂就可以避免这一现象的发生。
（-）水性聚氨酯产生泡沫的原因：1、水性聚氨酯中的水与异富酸酯相互之间发生化学反应，容易产生泡沫2、在涂覆水性聚氨酯时由于施工底材不平整、存在空隙，导致孔隙内的空气自涂膜内部上溢，气泡上升不到表面，从而形成泡沫3、在水性聚氨酯的生产中会添加各类化学助剂来保证其性能与质量，这类助剂大多属于表面活性剂，具有起泡特性4、机械设备的搅拌运转使大量的空气混入水性聚氨酯中，由于水性聚氨酯的粘度较高，导致气体难以逸出，因此形成泡沫（二）如果泡沫得不到处理会有什么危害:1、泡沫过多会溢出调和系统，导致周围施工环境的污染2、起泡的产生使生产操作困难，拖慢了水性聚氨酯的生产进度，降低了其生产效率，使水性聚氨酯的生产成本增加3、泡沫的产生阻碍了水性聚氨酯中颜料与填料的调和分散，使其分布不均匀，影响产品美观度4、泡沫过多会影响水性聚氨酯的光泽度、粘结强度、耐磨性、通透性等性能（三）水性聚氨酯消泡剂的特点：水性聚氨酯消泡剂是经过特殊工艺精制而成的消泡剂，它具有:1、消泡能力强，具有自乳化、易分散等特性2、使用时不会产生表面缺陷，也不会影响到成膜性3、对水性涂料体系有特别效果，易溶于水4、可以直接原液添加也可以分批添加5、不会对周围环境造成影响。
水性聚氨酯PUD
水性聚氨酯PUD概述水性聚氨酯（Polyurethane Dispersion，简称PUD）是一种新型环保性涂料，是氨基聚合物分散体系，与传统溶剂型涂料相比，具有无挥发有机物、无毒、无味等优点。
PUD具有良好的物理机械性能、化学稳定性和高效的硬化反应，可用于各种基材的涂装，例如金属、木材、纸张、塑料、橡胶和纺织品等。
特点1. 环保PUD是一种水性环保涂料，与传统的溶剂型涂料相比，具有外延性好，耐久性好，无毒无味，无污染等特点。
2. 优良的性能PUD具有良好的适用性、良好的耐磨性、化学稳定性和漆膜硬度等优点；在涂料配方上，可以调配不同的改性剂和辅助材料增加其特性。
3. 工艺性好PUD与传统的溶剂型涂料不同的是，PUD是一种水性涂料，可以通过喷涂或者刷涂等方式进行涂装，其涂装工艺性好，可与各种工艺设备配套使用。
4. 应用广泛PUD可以应用于各种基材，如木材、金属、纸张、塑料、橡胶和纺织品等，可以用于家具、地板、汽车、电子、纸品等领域。
主要应用1.木器家具在木器家具方面，PUD可以用于平面家具、橱柜、门窗等木制品的表面装饰和保护，可以防止家具表面发黄、变色和开裂等现象，同时具有良好的耐刮擦性和耐磨性。
2.车辆在汽车方面，PUD可以用于车身和内饰的涂装，可以提供良好的耐造纸性、耐紫外线性和防腐蚀性能，同时保证舒适的触感和色泽。
3.电子在电子方面，PUD可以用于涂装电子产品的表面，可提供电子产品的抗氧化、耐摩擦性和表面平整性。
4.纺织品在纺织品方面，PUD可以用于纺织品的涂布和增加纺织品的质感、色泽和手感，同时可以防止纺织品的色泽褪色、污渍和变形。
结论目前，中国市场上的PUD涂料得到了广泛的应用和推广。
虽然PUD具有许多优点，但在使用过程中，也存在一些问题，例如生产成本高，涂装时间长等。
未来，我们可以通过不断的技术更新和技术创新，进一步发掘PUD的优点和应用价值，助力中国的环保事业。
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水性聚氨酯的优点：
聚氨酯的全名叫聚氨基甲酯。
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，其分子结构中含氨基甲酸酯基、脲键和离子键，内聚能高，粘结力强，且可通过改变软段长短和软硬段的比例调节聚氨酯性能。
水性聚氨酯乳液相比较与溶剂型聚氨酯具有以下优点：
（1）由于水性聚氨酯以水作分散介质，加工过程无需有机溶剂，因此对环境无污染，对操作人员无健康危害，并且水性聚氨酯气味小、不易燃烧，加工过程安全可靠。
（2）水性聚氨酯体系中不含有毒的-NCO基团，由于水性聚氨酯无有毒有机溶剂，因此产品中无有毒溶剂残留，产品安全、环保，无出口限制。
（3）水性聚氨酯产品的透湿透汽性要远远好于同类的溶剂型聚氨酯产品，因为水性聚氨酯的亲水性强，因此和水的结合能力强，所以其产品具有很好的透湿透汽性。
（4）水作连续相，使得水性聚氨酯体系粘度与聚氨酯树脂分子量无关，且比固含量相同的溶剂型聚氨酯溶液粘度低，加工方便，易操作。
（5）水性聚氨酯的水性体系可以与其它水性乳液共混或共聚共混，可降低成本或得到性能更为多样化的聚氨酯乳液，因此能带来风格和性能各异的合成革产品，满足各类消费者的需求。
并且，由于近年来溶剂价格高涨和环保部门对有机溶剂使用和废物排放的严格限制，使水性聚氨酷取代溶剂型聚氨酷成为一个重要发展方向。
水性聚氨酯膜的优点：
水性聚氨酯树脂成膜好，粘接牢固，涂层耐酸、耐碱、耐寒、耐水，透气性好，耐屈挠，制成的成品手感丰满，质地柔软，舒适，具有不燃、无毒、无污染等优点。
将成革的透氧气性、透湿性、低温耐曲折性、耐干湿擦性、耐老化性等，与溶剂型聚氨酯涂饰后的合成革进行了对比研究。
结果表明，经水性聚氨酯涂饰的合成革的透氧量达到了4583．53 mg／(em3·h)，为溶剂型的1.5倍，且透水汽量达到了615．53 mg／(cm3·h)，约为溶剂型的8倍；低温耐曲折次数大于4万次，为溶剂型的2倍。
采用水性聚氨酯替代传统的溶剂型聚氨酯完成合成革的
后整理，成革的透气性、透湿性、低温耐曲折性、耐干湿擦等性能均优于前者，整个工艺过程没有溶剂排放，环境友好。
水性生态合成革
水性生态合成革目前定义为四个方面：
一是制革所采用的原材料是无毒无害的；
二是制革加工过程中是清洁生产的；
三是加工过程中是清洁环保的；
四是革制品具有生物可降解性。