水性聚氨酯的改性及应用

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KH-550改性自消光水性聚氨酯性能及应用

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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

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。

高性能水性环保聚氨酯胶粘剂及施工工艺

高性能水性环保聚氨酯胶粘剂及施工工艺目前，世界合成胶粘剂发展的趋势突出表现为环保和高性能化[1]。

随着环保法规的日趋严格，各发达国家大力研制水性胶粘剂。

由于水性聚氨酯胶粘剂的综合性能优越，在各类水性胶粘剂中独树一帜，近年来受到国内外的广泛关注，特别是高性能水性聚氨酯胶粘剂的开发研究已成为热点课题。

1、水性聚氨酯水性聚氨酯是配制水性聚氨酯胶粘剂的基础物质和关键组分，它的性能直接决定胶粘剂的最终性能。

根据粒子所带电荷种类，水性聚氨酯可分为阴离子，阳离子，非离子三种类型。

水性聚氨酯的制备一般是先合成一定分子量的聚氨酯预聚体，然后在剪切力作用下将预聚体分散在水中。

目前其制备方法以亲水单体扩链、自乳化法为主(所谓亲水单体扩链法)，即在聚氨酯预聚体的分子结构中引入亲水性扩链剂，所得聚合物无需外加乳化剂就能直接分散于水中形成水性聚氨酯。

亲水单体扩链法的合成工艺有溶剂法、预聚物分散水中扩链法、熔融分散缩聚法等。

早在四、五十年代，水性聚氨酯已有少量的研究，但由于贮存稳定性差等原因，这项研究工作进展不大，直到1972年德国Bayer公司正式将聚氨酯水分散液作为皮革涂料后，才开始迅速发展[8]。

据报道，1992年至1997年间水性聚氨酯的年平均增长率为8％[9]。

我国从70年开始研究水性聚氨酯，近年来研究工作也十分活跃[10]。

研制工作具有以下特点：(1)从产品结构来看，主要是乳液型，水溶性次之，胶乳型则不常见。

(2)从原料来看，多元醇主要用聚醚型，聚酯型次之，聚碳酸酯极少见。

异氰酸酯的品种更少，只有TDI，HDI、MDI仅见报道。

扩链剂多用醇类，胺类较少使用。

(3)从制备方法及种类来看，一般是自乳化，羧酸型、阴离子体系；外乳化，磺酸型，季铵盐型乳化体系较少；熔融分散，固体自发分散法等则未涉及。

(4)从理论与应用角度来看，着重应用开发，理论研究很少。

欲配制高性能水性聚氨酯胶粘剂，必须制备高性能水性聚氨酯。

大多数水性聚氨酯主要是线性热塑性聚氨酯，由于其涂膜没有交联，分子量较低，因而耐水性，耐溶剂性，胶膜强度等性能还较差。

环氧改性水性聚氨酯分散体的合成及应用

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外观固
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由表３可见：随着Ｒ值的增大，系中氨基甲酸体
酯基增多，即硬段的比例增大，度增大；预聚体中硬
残余的一ＮＯ基团在乳化时与水或胺反应生成的取ｃ
用参考文献［］２提供的方法测定吸水率；采用ＱＹＢ
型硬度计，Ｇ／７０１９测定漆膜硬度；按照按ＢＴ１３— ９３
Ｇ／３９－２０测定漆膜的各项技术指标。ＢＴ２９９０９
能有明显的影响［本文以不同Ｒ值合成了环氧改。
代脲增多，内聚能增加，而提高Ｐ从Ｕ成膜物的强度和硬度，而脲基本身的亲水性差，故涂膜的耐水性变好，水率逐渐减小。本试验体系中Ｒ值取１吸在．，４时
所合成的乳液和涂膜的综合性能较好。２３蓖麻油用量的影响．由表２见：随着环氧树脂用量的增加，膜可涂蓖麻油是脂肪酸的甘油酯，均相对分子质量为平９０平均官能度是２７５蓖麻油用量的影响见表４６，．ｌ］。。由表４可见：随着蓖麻油用量的增加，膜的硬漆
ｗｈｐｘｅｉｍｏｔｗａ％，ｃｓｏｉａｏｎｔｗａ０％ａｄ，ｃ／ —Ｏ＝Ｉ４，ｗｈｉｈｓｔｓｉｄｔｅｐｅｆｒａｃｅｎｅｏｙｒｓｎａｕｎｓ６ａｔｒｏｌｍｕｓ２ｎｚｏｎＨ． —Ｎｃａｉｆｅｈｒｏｍｎｅ

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。

水性聚氨酯的制备及改性方法

水性聚氨酯的制备及改性方法1.原料准备：制备水性聚氨酯的主要原料包括聚醚、聚酯、异氰酸酯、链延长剂、分散剂和稳定剂等。

聚醚和聚酯可以通过聚合反应得到，异氰酸酯则可以通过对二异氰酸酯与胺类化合物的反应制备得到。

2.排列反应：将原料按照一定的配方比例加入反应釜中，首先进行排列反应。

排列反应是将异氰酸酯与聚醚或聚酯进行反应，生成预聚体。

在反应过程中，需要添加催化剂来促进反应的进行。

3.中和反应：排列反应后，需要进行中和反应。

在中和反应中，将异氰酸酯和胺类化合物进行反应，生成水性聚氨酯。

中和反应是将异氰酸酯中的异氰基与胺类化合物中的氨基进行化学反应，生成封链所需的尿素键。

中和反应需要在适当的温度下进行，并添加催化剂来加速反应的进行。

4.分散：在中和反应完成后，需要将生成的聚氨酯溶液分散到水中。

可以通过机械剪切、超声波分散等方法将聚氨酯溶液细分散于水中，形成稳定的水性聚氨酯分散体系。

在分散过程中，可以添加适量的分散剂和稳定剂，以提高分散体系的稳定性。

5.改性：(1)添加改性剂：可以向水性聚氨酯中添加改性剂，如增塑剂、助剂等，以调节聚合物的性能。

(2)添加交联剂：可以向水性聚氨酯中添加交联剂，如异氰酸酯交联剂、聚醚二异氰酸酯交联剂等，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。

(3)添加填充剂：可以向水性聚氨酯中添加填充剂，如无机填料、有机填料等，以改善聚合物的机械性能和耐热性能。

(4)进行交联反应：可以通过热固化或紫外固化等方法对水性聚氨酯进行交联反应，以提高聚合物的耐磨性和耐化学性。

6.应用：改性后的水性聚氨酯可用于涂料、胶黏剂、纺织品、皮革等领域。

在涂料领域，水性聚氨酯因其环保性能和优良的耐化学性能，逐渐取代传统的有机溶剂型聚氨酯涂料。

在胶黏剂领域，水性聚氨酯因其良好的粘接性能和耐候性，被广泛应用于胶水、胶带等产品中。

总之，水性聚氨酯的制备和改性方法主要包括原料准备、排列反应、中和反应、分散和改性等步骤。

通过选择合适的原料和改性方法，可以获得具有良好性能的水性聚氨酯产品，满足不同领域的应用需求。

水性聚氨酯合成、改性及应用前景

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”。

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水性聚氨酯的改性及应用
曾涛罗洁
（中南林业科技大学材料科学与工程学院，南长沙４００湖１０４）
摘要简述水性聚氨酯的性能特点和制备方法。针对当前水性聚氨酯所面临的各种问题，如耐水性差，干燥速
第２５卷第７期２１０１年７月
化工时刊
ＣｈｍｉａｎｕｔｍｅｅｃｌｄｓｒＴｉｓＩｙ
Ｖｏ１２５，．Ｎｏ．７ＪＩ２１ｕ．７．０１
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ｏ：０３６／．ｓ．０２—１４２１．７０６ｓ５Ｘ．０１０．１
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是分散介质的不同，备水性聚氨酯的关键就在于将制聚氨酯进行水化。目前常见的方法有以下几种Ｊ。
１１丙酮法．
该法首先用聚醚或聚酯多元醇与一ＮＯ反应制Ｃ
得端基为一ＮＯ的高粘度预聚体，后加人丙酮降Ｃ然低粘度，同亲水单体反应得到聚氨酯离聚物，后加随入成盐试剂制得聚氨酯离聚物溶液，着慢慢加入接水，当水达到一定量时将会发生相转变形成连续水相
度慢，固含量低，初粘性低，对水性聚氨酯进行改性以满足各种不同的应用需求是当前水性聚氨酯发展的重点。水性聚氨酯在木器、张、纸皮革、汽车等领域的应用，以及未来的发展前景。
关键词水性聚氨酯制备改性应用
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水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质，将聚氨酯树脂分散于水中形成的。以水作为分散介质，系中不含或者含有极少量有机溶剂，而具有体因不燃，毒，污染环境，工方便等优点，时还保无不施同留了溶剂型聚氨酯涂膜强度高和耐磨性好的特点。由于水性聚氨酯的低ＶＣ含量，合发展绿色工业Ｏ符的“ 提” 资源、３前（能源、污染）无以及 “ Ｅ” 则（４原经济ＥＯＯＣＮＭＹ、率ＥＦＣＥＣ生态ＥＯＯＹ、效ＦＩＩＮＹ、ＣＬＧ能源ＥＥＧＪ在涂料、粘剂、革、织工业等ＮＲＹ），胶皮纺领域得到了广泛的应用。
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