水性聚氨酯
水性聚氨酯
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
(2) 扩链反应
小分子二元醇扩链
小分子二元胺扩链 水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
05/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 1 水性聚氨酯的基本原料 1.1.3 亲水扩链剂
(1) 阴离子型 (2) 阳离子型 (2) 非离子型
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
06/22
1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成
外乳化法（外加乳化剂）
水
水溶性原料法
性
化 方
熔融分散法
法
固体自分散法
自乳化法
相转变法
—NCO封端法
水中扩链
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
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1. 水性聚氨酯的基本原料与合成
1. 2 水性聚氨酯的合成39; OH
O
O
OCN R NH C O R' O C NH R NCO
方式、反应时间）。 3.2 不同点： 复鞣剂：
（1）分子量适宜皮内渗透，一般不加交联剂，呈线形； （2）对成膜无要求。 涂饰剂：
（1）分子量较大，要加交联剂，呈体型； （2）成膜性能有很高的要求（粘着性好、抗张强度高、反弹性好、耐溶剂、
耐干湿擦、耐水性好、耐磨性好等）。
水性聚氨酯 Waterborne polyurethane
2.3.1 硬段对性能的影响 （1）异氰酸酯 （2）扩链剂或交联剂 （3）亲水扩链剂
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
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。
水性聚氨酯检测标准
水性聚氨酯检测标准水性聚氨酯（PU）是一种广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体和密封材料等领域的重要材料。
随着环保意识的提高，水性PU在市场上的应用越来越广泛。
然而，由于水性PU的特殊性质，其检测标准也显得尤为重要。
本文将针对水性PU的检测标准进行详细介绍，以期为相关行业提供参考。
首先，水性PU的检测标准主要包括以下几个方面：1. 物理性能测试，包括涂层的硬度、耐磨性、拉伸强度、弹性模量等物理性能的测试。
这些测试可以通过一系列标准化的测试方法来进行，例如GB/T、ISO、ASTM等国际标准。
2. 化学成分测试，包括涂层中各种成分的含量、分子结构、化学稳定性等方面的测试。
这些测试需要借助于化学分析仪器，如质谱仪、红外光谱仪等，以确保水性PU产品的化学成分符合相关标准要求。
3. 环境适应性测试，包括水性PU在不同环境条件下的性能表现，如耐候性、耐腐蚀性、耐化学品性等方面的测试。
这些测试可以通过模拟实际使用环境的试验来进行，以评估水性PU在实际使用中的性能表现。
4. 生产工艺控制，包括水性PU生产过程中各个环节的控制要求，如原料质量控制、生产工艺参数控制、产品质量检验等方面的要求。
这些要求可以通过建立标准化的生产工艺流程和质量控制体系来实现。
总的来说，水性PU的检测标准是保证产品质量和性能稳定的重要手段。
只有严格遵循相关标准要求，并通过专业的检测手段进行验证，才能确保水性PU产品在市场上的竞争力和可靠性。
在实际生产中，企业应该重视水性PU检测标准的执行，建立完善的质量管理体系，加强对生产工艺和产品质量的控制，提高产品的稳定性和可靠性。
同时，还应加强与检测机构和研究机构的合作，不断优化产品检测方法和技术，提高产品的检测水平和技术含量。
总之，水性PU的检测标准是保证产品质量和性能稳定的重要保障。
只有严格遵循相关标准要求，并通过专业的检测手段进行验证，才能确保水性PU产品在市场上的竞争力和可靠性。
希望本文能对相关行业有所帮助，谢谢阅读。
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。
水性聚氨酯的用途
Байду номын сангаас 录
• 引言 • 水性聚氨酯的特性 • 水性聚氨酯的应用领域 • 水性聚氨酯的优势与挑战 • 水性聚氨酯的发展趋势 • 结论
01 引言
主题简介
• 水性聚氨酯是一种以水为分散介质的聚氨酯材料，具有环保、 低VOC排放等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰等领 域。
聚氨酯简介
03
随着技术的不断进步和市场需 求的变化，水性聚氨酯的应用 领域将进一步拓展，市场前景 广阔。
未来展望
01
针对水性聚氨酯的性能和应用领域，需要加强基础研究，提高 材料性能和稳定性，以满足更广泛的应用需求。
02
探索水性聚氨酯与其他高分子材料的复合技术，以实现性能互
补，拓展应用领域。
推动水性聚氨酯在绿色建筑、新能源、生物医疗等领域的应用，
纳米复合材料的应用
将纳米材料与水性聚氨酯结合，制备出具有优异性能的纳米复合材 料，如增强耐磨性、提高阻隔性能和改善导电性等。
市场前景
1 2
市场需求持续增长
随着环保意识的增强和工业领域对高性能涂料的 不断需求，水性聚氨酯的市场需求将持续增长。
拓展应用领域
水性聚氨酯在建筑、汽车、家具、纺织等领域的 应用逐渐扩大，将进一步推动其市场发展。
环保性
低VOC排放
水性聚氨酯以水为分散介质，不含有害的 有机溶剂，因此对环境友好，减少了对空 气和水的污染。
水性聚氨酯在生产和使用过程中VOC排放 量极低，符合现代绿色环保的要求。
高附着力
优异的物理性能
水性聚氨酯对各种基材如金属、塑料、木 材等都具有优良的附着力，可广泛应用于 各种材料的涂装和保护。
应用领域有限
由于水性聚氨酯的性能和应用 领域有限，其应用范围受到一
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。
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水性聚氨酯
简介
水性聚氨酯是一种具有良好附着力和耐候性的高分子材料。
它是由聚氨酯预聚体、溶剂、交联剂和助剂组成的涂料。
由于其低VOC（挥发性有机化合物）排放和环境友好性，水性聚
氨酯广泛应用于建筑、汽车、家具和航空航天等领域。
本文将详细介绍水性聚氨酯的性质、应用和制备方法。
性质
1.附着力：水性聚氨酯在多种不同的基材上具有优异
的附着力，如金属、塑料、木材等。
2.耐候性：水性聚氨酯具有出色的耐候性，能够抵抗
紫外线、高温和湿度等环境因素的侵蚀。
3.耐化学性：水性聚氨酯具有出色的耐酸碱、溶剂和
盐水的性能。
4.耐磨性：水性聚氨酯涂层具有很高的耐磨损性，保
护基材不易受到划伤和磨损。
5.耐水性：水性聚氨酯具有良好的耐水性，不易被水分侵蚀和损坏。
应用
1.建筑行业：水性聚氨酯广泛应用于建筑物的外墙、屋面和地板涂装，保护建筑材料免受紫外线、酸雨和其他恶劣环境的侵蚀。
2.汽车行业：水性聚氨酯用于汽车涂料，提供良好的外观效果和保护漆面，同时降低对环境的污染。
3.家具制造：水性聚氨酯用于家具涂装，为家具提供耐磨、耐刮擦和防水的功能。
4.包装材料：水性聚氨酯用于包装材料的涂层，提供保护性能和增加材料的强度和稳定性。
5.航空航天业：水性聚氨酯用于航空航天器的防腐蚀涂层，保护飞行器免受高温、高速度和外界环境的损害。
制备方法
水性聚氨酯的制备方法主要包括以下几个步骤：
1.聚合反应：将聚氨酯预聚体与交联剂在适当的溶剂
中进行聚合反应，形成聚合物链。
2.技术调整：添加适量的助剂，调整涂料的粘度、硬
度和耐候性等性质。
3.过滤和处理：通过过滤和处理，去除其中的杂质和
颗粒，确保涂料质量的稳定和均匀。
4.包装和储存：将制备好的水性聚氨酯涂料进行包装，
并储存在适当的环境中，以保证其质量和使用寿命。
结论
水性聚氨酯是一种具有良好性能和环境友好性的高分子材料。
它在建筑、汽车、家具和航空航天等领域得到广泛应用。
制备水性聚氨酯的方法相对简单，通过聚合反应和技术调整等步骤，可以获得具有优异性能的水性聚氨酯涂料。
随着环保意识的提高和对产品性能要求的不断提升，水性聚氨酯在未来将会有更广阔的发展前景。