超支化水性聚氨酯
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
超支化聚氨酯水分散体的合成及其涂膜性能
上海试剂一厂 上海试剂一厂 广东石岐化工厂 上海试剂一厂 上海试剂一厂 天津天大化学试剂厂 W3L0# 公司
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（-4） 的合成 超支化聚酯
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以 V4 G 20153、 合成聚酯型超支 W48 G .2! 为原料， 化聚合物。合成方法见文献 T I U 。
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由表 %、 表 B 可以看出， 超支化聚氨酯水分散体在 加入异氰酸酯固化剂 (2@A %BBC 后，室温干燥的漆膜 随着固化剂含量的减少， 漆膜的抗冲击性提高； 烘烤干 燥的漆膜随着固化剂含量的增加， 抗冲击性有所提高； 漆膜的其他物理性能随干燥方式和固化剂的含量变化
表 $ 室温干燥的超支化聚氨酯水分散体漆膜的基本性能 漆膜厚 铅笔 附着力 F 划 耐冲击 柔韧性 ;2 < 2=>% ? 干燥条件 度 D !E 硬度 格法 G D 级 性 D HE (2@A %BBC D EE 室温干燥 IJ ? J %& B; & -& I& ? +& LJ ? +J L& ? %& ’& ? B& C& ? -& J& ? J& 室温干燥 室温干燥 室温干燥 室温干燥 室温干燥 室温干燥 %+ %B %C +C %B %C B; -; B; B; B; -; & & + & & + J& -& B& B& M %& M %& + + % + +
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。
超支化聚氨酯丙烯酸酯的水溶性能
这是因为在聚合物体系中聚合物表面的亲水基团越多聚合物与水的界面张力r越小由于整个聚合物体系的吉普斯自由能g是恒定的按照r减小时聚合物表面积a必然增大即粒子表面积增大当聚合物质量一定时其粒子粒径变当羧基含量达到一定程度时体系的界面张力不再降低或降低不显著聚合物的体积基本保持恒故即使羧基含量继续增加粒径仍保持在一定范围内而不再减少
表 1 不同反应物加入量及对应的超支化聚氨酯 丙烯酸酯的名 称
T able 1 Sto ichiom e tric am ounts of TD I H PA and TEA for the preparation o f five res ins
树脂名称 R esin TD I HPA /( g, mo l)
红外光谱分析了其合成 过程中基团的 变化, 并对 WH PUA 系 列水分散 体水溶 性质进 行了研 究. 结果表 明, 随着
单个分子中羧基含量的 增加, W HPUA 水溶 性增大, 黏度升高, 表面张力降低, 粒径减小; 随着超支化 聚酯代数
的增加, WH PUA 粒径增加; 羧基中和度的增加有利于增加预 聚物表面的羧基离子的 密度, 从而使 WHPUA 的粒
超支化聚酯的合成按文献 [ 9] 中的方法, 在 装有搅拌棒、温度计及回流冷凝管的四口烧瓶中加 入摩尔比 1∀14 NPG 和 B isMPA 及质量分数 0 1% 的 p T SA, 搅拌下将温度升至 140 ! 反应 3 h, 然后 减压蒸馏下反应至酸值为 10 mg /g KOH 左右停止, 降温到 50 ! 后加入一定量的丙酮溶解, 再经环己 烷沉淀、真空干燥后得理论含 16羟基的第三代超 支化聚酯 ( H BPE, 理论分子量为 1 782 g /m ol).
水性聚氨酯性能优缺点
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。
超支化聚氨酯的研究进展
２０１ Ｖｏ． Ｎｏ． ０． １２５ ５
聚 氨 酯 工 业
Ｐ ＹＵＲＥ ＨＡＮＥ Ｉ ０Ｌ Ｔ ＮＤＵ Ｔ Ｓ ＲＹ
・
５・
超 支 化 聚 氨 酯 的 研 究 进 展
柳 宇航 孙 宁 童 真
（ ．五 邑大学化 学与环境 工程 系 江 门 ５ ９ ２ ） ２ １ ２ ０ ０ （ ．华南理 工 大学材料 科 学与 工程 学 院 摘
Ｄ Ｃ分 析 ， 现该 产 物 具 有 良好 的热 稳 定 性 。而 王 Ｓ 发
通讯联 系人 ； 基金项 目： 广东省科技计划项 目资助课题 （ ０５ １３ １１ ） ２ ０ Ｂ ００ ０ ０ 。
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６・
聚 氨 酯 工业
第２ ５卷
Ｂ
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图 ２ 反 应 官能 团异 单 体 法 合 成原 理
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最 后 与 ＭＤ Ｉ反 应 得 到 超 支 化 偶 氮 聚 氨 酯 。通 过
图 １ 反应 官能团同单体 法合成 原理
广 州 ５ ０４ ） １ ６ ０
要 ：综述 了国 内外 有 关超 支化聚氨 酯的 合 成 方法 ， 绍 了超 支化 聚氨 酯在 涂 料 和聚 合 物 固体 介
电解质 等 方面 的应 用 ， 对其今 后 的研 究重 点提 出了一 些看 法 。 并
关键词 ： 支化聚氨酯 ； 成 ； 超 合． 应用； 进展