水性聚氨酯合成、改性及应用前景
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。
阻燃水性聚氨酯的合成与应用
１ ． ４ 阻燃 性能测试
１ ． ４ ． １氧指数 （ Ｌ Ｏ Ｉ ） 测试
Ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｄ ｃ ｒ ｏ ｆ ｔ Ｆ ＴＡ， 英 国Ｐ Ｌ公 司。 按 非
自撑 材料 的制 样标 准 ， 将乳 胶 膜 制成 １ ５ ０ ｍｍ ×５ ０ ｍｉ ｌ ｌ 的长方形样 条 ， 每组 １ ０个 ， 取火 焰在距顶湍 ５
表 ２织 物垂 直燃烧测试结果 样 品编号 Ｐ Ｕ Ｏ 损 毁长 度 （ ｃ ｍ） 续 燃时间 （ Ｓ ） 阴燃时间 （ ｓ ） Ｐ Ｕ １ ２ ５ ４ ３ ０ Ｐ Ｕ ２ ２ ２ ３ ０ ０ Ｐ Ｕ ３ １ ５ １ ５ ０ Ｐ Ｕ ４ １ ３ ３ ０
ｃ ｍ 处 正好熄 灭时的氧浓度为该样品的氧指数 ｊ 。 １ ． ４ ． ２应用性能
将合成 的 阻燃 水性聚 氨酯 用增稠 剂增稠 ，刮涂 在涤纶 布上 ，高温烘干 。上浆量控 制在 ４ ０ ｇ ／ ｍ２ 左
３ 结 论
将 自制 的含 卤多元醇 接入水性 聚氨酯 主链结 构 中 ，合成 了稳定 的阻燃水性 聚氨酯乳液 。当含 卤
ｌ 论文选编 ｌ
于得 海 刘经 吉 瞿 少敏
浙 江传 化股份 有限公 司 杭 州 Ｉ ５ １ １ ２ １ ５
摘 要 选取含 卤多 元醇为反应性 阻燃单体 ，甲苯二异氰 酸酯为硬段 ，聚 氧化丙烯二醇 为软段 ，二 羟甲基 丙 酸为亲水扩链剂 ， 合成 了具有阻燃性 能的水性聚 氨酯 。采取 氧指数仪对 其进行 了测试 ，同时将 合成的产 物 应用于 织物阻燃 涂层 整理 。结果表 明 ，２ ５ ％ （ 占预 聚体质 量百分 数 ）含 卤多 元醇改 性的水 性聚氨酯 氧 指 数为２ ９ ． ８ ％，且 阻燃效果较好 。 关键词 含卤多元醇 ；阻燃 ；水・ Ｉ 生 聚氨酯
水性聚氨酯的制备及改性方法
聚氨基甲酸酯（polyurethane），简称聚氨酯（PU），是分子结构中含有重复氨基甲酸酯（-NHCOO-）结构的高分子材料的总称。
聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成，根据原料的官能团数不同，可制成线形或体形结构的聚合物，其性能也有差异。
聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等，在各领域得到了广发应用。
由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物，具有挥发性，不仅污染环境，而且对人体有害。
在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立，溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制，因此，开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。
水性聚氨酯（WPU）具有优异的物理机械性能，其不含或含有少量可挥发性有机物，生产施工安全，对环境及人体基本无害，符合环保要求。
其生产方法分为外乳化法和内乳化法，外乳化法又称强制乳化法，由使用这种方法得到的乳液稳定性较差，所以使用较少。
目前使用较多的是内乳化法，也称自乳化法，即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，然后在高速分散下，凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中，从而得到WPU。
然而，亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。
为了改善其耐水性和拒油性，通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。
有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视，已经得到了广泛应用。
同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。
纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性，纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径，是最有前途的现代涂料研究品种之一。
[1]1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。
直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下，将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。
双酚a型二元醇改性水性聚氨酯合成及性能
双酚a型二元醇改性水性聚氨酯合成及性能
双酚A型二元醇改性水性聚氨酯合成及性能
一、双酚A型二元醇改性水性聚氨酯的简介
双酚A型二元醇改性水性聚氨酯是一种新型的水性改性聚氨酯产品，它可以被用于提高现有聚氨酯的耐磨性，抗渗透性，耐虫鼠性，抗紫外线等特性，可以有效地改善聚氨酯材料的性能。
二、双酚A型二元醇改性水性聚氨酯的合成
1、研究者采用有机反应或高分子改性，将双酚A型二元醇与聚氨酯结构相结合，生成高分子架构中的新特性。
2、其次，通过加入配体，反应物，催化剂等物质，在原有的化学链上进行反应，使得双酚A型二元醇可以更好的结合到聚氨酯结构中，从而实现最优的改性。
三、双酚A型二元醇改性水性聚氨酯及性能
1、耐磨性：加入此类物质能够增加磨损附着力，提高聚氨酯材料的耐磨性；
2、抗渗透性：该物质可以增加对液体的抗渗透，延长聚氨酯的使用寿命；
3、耐虫鼠性：改性后的聚氨酯可以增强對虫鼠等蚊蝇类的耐受性，起到防护
作用；
4、抗紫外线：双酚A型二元醇改性水性聚氨酯具有一定程度的抗紫外线、耐
候性，可以抵御一定程度的化学腐蚀，维持涂料良好的结构和性能。
四、结论
双酚A型二元醇改性水性聚氨酯是一种新型的水性改性聚氨酯产品，它可以有效提高聚氨酯产品的耐磨性，抗渗透性，耐虫鼠性，抗紫外线和耐候性，这些性能是聚氨酯材料必不可少的特性，所以双酚A型二元醇改性水性聚氨酯在工业应用
会越来越广泛。
水性聚氨酯的研究现状及其应用
１・ ２
广州 化工
２１ 年 ３ ０１ ９卷第 ２ ２期
水 性 聚 氨 酯 的研 究 现 状 及 其 应 用
周学嘉 ，胡啸林
（ 南通 大学纺 织服 装 学 院 ，江 苏 南通 ２６ １ ） ２０９
摘 要 ： 简要介绍了国内外对于水性聚氨酯的研究情况， 水性聚氨酯的合成方法及其改性方法， 概述了水性聚氨酯在纺织行业
水性聚氨酯是 ２ 世 纪 ６ ０ ０年代发展起来 的高分子材料 ， 由于 其优异 的性能 ， 越来 越受到 人们 的青 睐 。水性 聚氨酯 以水为 介 质， 安全低 公害 ， 它保 留了传 统溶 剂型 聚氨酯 的一些 优 良性能 ， 如 良好 的耐 磨 性 、 韧 性 、 低 温 和 耐 疲 劳 性 ， 纸 张 、 材 、 柔 耐 对 木 纤 维板 、 薄膜 、 塑料 金属 、 玻璃 、 皮革 、 纺织 品等都 有 良好 的粘附性 ， 应 用 范 围广 。水 性 聚 氨 酯 的 问 世 虽 然 历 史 不 长 ， 发 展 却 非 常 但 迅速 。水性聚氨酯 由著名 科学 家 ＳｈａｋＰ于 １４ ｃｌｃ ９ ２年 首先通 过 外加 乳 化 剂强 制 分 散 而制 备… ， 次 工业 化 生 产 于 １６ 首 ９ ７年 ， １７ ９ ２年拜耳公司率先开发了用作皮 革涂饰 的聚氨酯水乳 液。数 十年来 ， 欧美和 Ｅ本对水性 聚氨酯 的研制开 发非 常重视 ， ｔ 现今 已 有很多种类 的水性 聚氨酯 产 品， 成功 应用 于纺织 、 印染 、 皮革 加 工、 涂料 、 胶黏剂 、 木材加工 、 建筑 、 造纸等行 业。特别是 近年来 ， 由于政府对食品 和药 品有 关管 理规定 ， 以及 环保 部 门对 有机 溶
中的应用 ， 出水性 聚氨酯将朝着环保 、 指 经济 、 低毒的方向发展 。
水性聚氨酯(PU)涂料的性能及应用领域
水性聚氨酯(PU)涂料系列的性能及应用领域一、产品介绍：永阳YY-912水性聚氨酯(PU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系。
水性聚氨酯以水为溶剂，具有无气味、无污染、易擦洗、防火防爆、安全可靠、机械性能优良的特点。
水性聚氨酯对底材有着极高的附着力，固化的涂膜耐腐蚀性、耐化学性能优异，涂膜收缩率小、硬度高、耐磨性好、电气绝缘性能优异，具有极高的物理和耐化学性能。
同时克服了油性地坪漆不透气的缺点，提供更为耐久的使用寿命和保护功能。
以水作为分散介质，节约能源、无污染，符和环保要求。
相对于水性环氧地坪涂料，水性聚氨酯(PU)拥有更高的强度，柔韧性，附着力，从而在地坪产品大家族里地位越来越重要。
专家认为水性聚氨酯在环保化的今天，前景十分广阔。
迄今为止在大量的工业厂房，机房，仓库，地下停车场，实验室，病房，手术室，车间等领域大量应用。
二、性能特点：1. 以水作为分散介质，不含甲苯、二甲苯之类的挥发性有机溶剂，不会造环境污染，没有失火隐患；2. 可在相对潮湿环境中施工，有合理的固化时间，保证涂膜有较高的交联密度；3. 形成一个高密度，易清洁，耐磨性好抗冲击的低收缩率地坪；4. 耐黄变性能优异，耐油性及耐湿性能卓越，优异的附着力有效避免了材料的起壳、秃层等现象的产生；5.拥有非常出色的耐磨性、柔韧性、抗划伤性、抗化学物理性能；6.固化后的涂膜光泽柔和质感极佳，并且具有良好的防腐性和单向透气性；7.干燥时间快，表干1h,实干4h（20-23℃，相对空气湿度60-65％）；8.操作性好，对人体无毒害，即刷即入住，施工工具可以直接用水清洗，材料的储存、运输和施工安全方便。
三、适用范围：1需要高平整度，高耐磨性，抗冲击性强的低收缩率地坪的工业厂房；2公共设施和商业用地，购物中心，学校，停车场地面；3工厂车间、仓库，汽车维修服务中心，站台，冷库，水处理中心以及其他需要地坪色彩高度统一的场所；4对地坪要求高度清洁、美观、无尘、无菌的电子，微电子行业；实行GMP 标准的制药行业，血液制品行业；要求耐磨、抗重压、抗冲击、防化学药品腐蚀的其他行业；5对环保性能有较高要求的场地，如：食品厂、医院、养老院、幼儿园等；6家居住宅和私人空间；7写字楼、行政楼等办公场所四、技术参数：项目指标参照标准表干时间（小时）≤1小时GB/T1728-1979实干时间（小时）≤4小时GB/T1728-1979附着强度（MPa）≥2.2 MPa GB/T9286-1998抗压强度（MPa）≥90 MPa GB/T1732-1993拉伸强度（MPa）≥9.5MPa GB/T1731-1993表面硬度（H）≥3H GB/T2411-1980耐磨性（750g/500r,) ≤0.04gISO7784-2:1997耐H2SO4,30% 30天轻微变色GB/T9274-1988耐NaOH,30% 30天无变化GB/T9274-1988耐盐水，3% 30天无变化GB/T9274-1988耐汽油,120﹟56天无变化GB/T1734-1993YY-912-1（2:1）重压型水性聚氨酯涂料/透明罩面适用范围：环氧自流平、环氧薄涂罩面、高强度水泥自流平罩面混凝土密封固化剂、耐磨地坪罩面、无蜡、无清洁剂PVC、钢板罩面应用场所：可承载5吨以上叉车的厂房、汽车维修中心、实验室、研发室、制药厂、卷烟厂、地铁站、火车站、学校、医院、飞机场、客运中心等人流量密集的公共场所YY-912-2（4:1）耐磨型水性聚氨酯(PU) 涂料适用范围：环氧自流平、水泥自流平、混凝土密封固化剂、PVC等地坪的透明罩面水泥自流平、有色密封固化剂等有色地坪的翻新应用场所：普通工业厂房、车间、仓库、医院、幼儿园、养老院、食品厂、写字楼、行政楼等场所YY-912-3（9:1）经济型水性聚氨酯(PU) 涂料应用场所：对地坪强度无高要求、人流量小、作业强度低等场所YY-912-4（10:1）水性聚氨酯(PU)墙面涂料适用范围：家居、办公室等普通墙面翻新、文化墙、手绘墙、墙纸、等墙面的透明罩面。
- 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)。
水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。
本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。
关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。
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。
水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。
如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。
一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。
目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。
自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。
丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。
反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。
反应的整个过程中，关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。
由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性，与水可混溶且沸点低，因此在此法中多用丙酮作溶剂，故名“丙酮法”。
预聚体混合法是将水性单体引入到预聚物链中，制成亲水性的聚合物链。
含端基的预聚物当相对分子质量不太高、粘度较小时，可不加或加少量的溶剂，直接用亲水性单体将其部分扩链，高速搅拌下分散于水中。
然后再用反应活性高的二胺或三胺在水中进行扩链，生成高相对分子质量的水性聚氨酯。
预聚体粘度的控制十分重要，否则分散将很困难。
此方法适合于低粘度预聚体。
熔融分散缩聚法是一种制备水性聚氨酯的无溶剂分散法。
与预聚体混合法不同，熔融分散缩聚法先合成的是带有离子基团和端基的预聚物，经中和、季胺化或羟甲基化处理后，在熔融状态下分散于水中制成PU乳液。
酮亚胺与预聚体混合法类似，不同之处在于此法中封闭二胺和封闭联胺被用作潜在的扩链剂加到亲水性官能封端预聚物中，二胺和联胺与酮类反应分别得到酮亚胺和酮连氮。
二者不会发生作用，当水分散该混合物时，由于酮亚胺的水解速度比与水的反应速度快，释放出二元胺与预聚物反应，生成扩链的聚氨酯—脲[1]。
二、水性聚氨酯的改性水性聚氨酯改性的目的主要是提高其胶膜的耐水性、耐溶剂性、耐化学品性能以及力学性能。
这些性能的改进可通过接枝或嵌接其他聚合物，外加或内置交联剂以及共混合形成互穿聚合物网络等手段来实现。
改性方法一般分为共混改性、交联改性、共聚改性和复合改性四种。
其中共聚改性是目前最为活跃的改性方法。
本文主要讲述了共聚改性的几种方法。
1、丙烯酸酯改性水性聚氨酯（WPU）作为环保型的一类材料，具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性，但其存在固含量低，乳胶膜的耐水性差、耐候性差、光泽性较差等缺点，使其应用受到了一定的限制。
而丙烯酸酯类乳液具有较好的耐水性、耐老化、耐黄变、耐候性及优异的物理机械性能，用丙烯酸酯（PA）改性水性聚氨酯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耐水性、耐候性有机结合，从而制备出高固含量、低成本以及达到使用要求的水性树脂。
Yoshihiro Okamoto 等[2]以水合肼或者其衍生物为PU 扩链剂，在PA 中引入带有功能酮基或者醛基，使PU 和PA 乳液共混，结果表明: 由于PU和PA 分子链间形成化学键，PU－PA 乳液的稳定性得到提高，表现出良好的耐溶剂性、低温柔顺性、高温韧性和耐磨性，产品可以用于地板漆、纸张和织物整理剂。
该方法是早期研究的主要方法，但其相容性依然不好，得到产物的物理、力学性能和稳定性方面仍不理想。
Wang 等[3]利用细乳液聚合得到PUPA乳液，为PU－PA 乳液聚合提供了新的方法。
研究发现，通过细乳液聚合能得到更显著的软硬相的微相分离。
Athawale 等[4]通过半连续乳液聚合法合成PU－PA 乳液，此法以丙烯酸类混合物( 苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸) 在聚氨酯分散体下进行半连续乳液聚合。
结果表明: 合成的PU－PA 乳液比物理共混法合成的PU－PA 乳液具有更好的相容性、优良的机械性能以及化学性能。
Williams 等[5]将丙烯酸类单体加入事先制备的亲水性聚氨酯预聚物中，使其进行自由基聚合反应，得到核壳无交联型的PU－PA 水分散体。
其涂膜耐磨损性、耐水性和抗污性均有提高。
Byung 等[6]用PA 与PU 发生共聚反应形成高分子互穿网络结构对PU 进行改性。
这种结构大大降低了玻璃转化温度，同时在不影响PU 弹性的情况下增强了耐水性; 大量研究表明，采用互穿网络改性在许多方面表现出极佳的性能，广泛应用于塑料改性、涂料、胶黏剂等方面。
孙芳[7]等用丙烯酸酯改性水性聚氨酯制备了具有核壳结构的水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液，系统地研究了水性聚氨酯(PU)含量、n NCO/n OH(初始物质的量比)、亲水性扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)用量及软硬单体质量比对WPUA 乳液及其膜的性能的影响。
结果显示，WPUA乳液胶粒呈核壳型结构,聚丙烯酸酯(PA)与PU链段具有良好的相容性,当PU质量分数为80%、n NCO/n OH为5:1、m MMA/m2-EHA为1:4、DMPA质量分数为5.8%时，所得WPUA复合乳液及其胶膜综合性能较好。
周太炎等[8]以聚酯、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）等为主要原料，丙烯酸酯作为改性剂，通过对改性反应温度的时间、DMPA用量、R值、改性剂加入量和引发剂加入量的考查得出：当预聚温度和时间分别为70 ℃和4 h，DMPA用量为5%，R值（n /n ）为1.15，单体加入量为5.7%，引发剂加入量为NCO OH0.04%时，能制得外观和性能优良的改性水性聚氨酯乳液。
2、环氧树脂改性EP 改性WPU 的方法主要有两种：一是化学共聚法，这种方法主要是利用EP 上的环氧基和仲羟基与PU 进行共聚反应，得到预聚体后再在水中乳化，最后得到水性的EP 改性PU 乳液。
二是形成互穿网络（IPN），该方法是先合成PU 预聚体，再将一定量的EP 均匀分散到预聚体中，最后将共混物倒入水中乳化，由此制备的乳液稳定性随着EP 含量的增加而逐渐变差。
Soucek等[9-11]采用双环氧化脂环类化合物( UVR－6105) 改性含羧酸的聚丙烯酸酯乳液，通过加热固化( 403K) 能提高聚丙烯酸酯乳液的交联度和涂膜性能，因加热固化需增加使用设备和成本。
作者采用环境友好的多环氧化合物山梨醇聚缩水甘油醚( GE－60) 和环氧化间苯二甲胺( GA－240) 分别对水性聚氨酯分散体( PUD) 进行室温交联改性，提高PUD 的耐水性和耐化学介质性能，并比较了改性涂膜的综合性能，研究结果为提高PUD 性能及推广应用提供理论依据。
Hamid 等[12]用环氧丙醇及MDI 合成环氧聚氨酯弹性体，并对其热稳定性和机械性能进行了表征，发现此弹性体表现出优异的降解率和良好的机械性能。
瞿金清等[13]分别采用间苯二甲胺四缩水甘油胺(GA-240)和山梨糖醇多缩水甘油醚(GE-60)对聚氨酯水分散体(PUD)进行交联改性，研究了交联剂对涂膜的耐水性、耐乙醇性、硬度、凝胶量和热稳定性的影响。
傅立叶红外光谱(FTIR)显示PUD链上的羧基和胺基与GA-240和GE-60的环氧基发生了交联反应；涂膜性能测试表明:GA-240和GE-60均能提高PUD耐水性，耐乙醇性、抗寒裂性和耐沾污性。
其中GA-240还能将PUD的凝胶量提高至89.0%。
最佳质量比分别为m( GA －240) ：m( PUD) = 0.02，m( GE－60) ∶m( PUD) = 0． 012。
热失重分析( TGA) 发现GA－240 和GE－60 均能提高胶膜的热稳定性。
3、有机氟改性由于含C—F 键的聚合物具有较低的分子间作用力和表面自由能，故其耐水性能和耐油性能优异。
将含氟基团引入PU 结构中，既保留了PU 优异的机械性能和两相微结构特征，又赋予材料优异的低表面能、耐水耐油性、润滑性、耐热耐化学品性以及抗沾污性和良好的生物相容性，目前已成为PU 改性的新兴发展方向。
Levine 等[21]用氟乙烯醚聚醇（FE-4400）与聚多元醇混合后，在高转速下与异氰酸酯充分混合。
使用X 射线光电子能谱仪观察到氟树脂FE-4400 聚集在与空气接触的表面一侧，使得胶膜表面水接触角随着FE-4400 在界面处密度的增大而呈直线增大趋势，耐水性得到明显提高。
Jiang 等[22-23]合成了一种含有短氟烷基( —CF3)新型WPU，适用于棉织物表面改性，经处理后的织物表现很好的疏水性，和水的接触角达到147°。
此外，它还具有良好的洗涤耐久性，洗涤30 次后接触角仍达到130°，水吸收比未经处理的棉织物少1 个数量级。
利用乳液聚合成功将氟烷基丙烯酸酯加入制得含氟聚氨酯乳液。
通过粒度分析和TEM 测试，可见含氟聚氨酯乳液具有明显的核壳结构。
黄松等[24]先制得含碳碳双键的水性聚氨酯，再与丙烯酸八氟戊酯( OFBA) 发生共聚，制得了含氟水性聚氨酯乳液。
结果表明: 含氟聚氨酯膜的表面有较低的极性，室温下聚醚软段更易于向膜表面迁移，而碳氟链含量较高时迁移现象不明显。
氟碳类化合物的主要基团—CF3的表面能只有6 mJ /m2，是目前已知表面能最低的材料。
但单纯的有机氟聚合物，由于价格昂贵且力学性能单一难以符合实际需要，目前大多采用与丙烯酸复合的改性水性聚氨酯。
4、纳米材料改性[1]纳米改性WPU 的方法有：溶胶-凝胶法、共混法、插层聚合法和原位聚合法。
溶胶-凝胶法是硅烷基化合物的水解生成溶胶，水解后的化合物与聚合物缩聚形成凝胶。
该方法反应条件温和、分散均匀，缺点是母体中引入大量的硅酸烷基醋，其价格昂贵且有毒，并使制得的纳米材料脆性增大。
共混改性是通过机械混合的方法将纳米粒子加入到PU中，该方法工艺简单、经济，但由于纳米粒子颗粒极易团聚，所以纳米粒子在PU 中的分散性很差。