水性聚氨酯树脂
阳离子水性聚氨酯.pdf
阳离子水性聚氨酯更新时间：XXXX-12-26 9:23:35 浏览次数：1189次水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。
阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。
通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。
和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。
阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。
此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。
因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。
1 阳离子水性聚氨酯的合成1.1 合成机理合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。
一是用卤素元素化合物引入阳离子,该机理先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 加入卤素元素化合物( 如2,3-二溴丁二酸) 扩链, 然后再加入溶剂降低粘度, 加入三乙胺季铵化, 搅拌离子化, 将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。
该机理的季铵化是SN2(亲核取代反应) ; 二是用叔胺化合物引入阳离子, 该机理首先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 用叔胺化合物( 如N- 甲基二乙醇胺) 扩链, 再加入溶剂降低粘度, 然后加入离子化试剂如乙酸, 搅拌离子化。
将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。
该机理的季铵化是酸碱中和。
1.2 合成方法阳离子水性聚氨酯的合成与阴离子水性聚氨酯的合成最大的不同就是阳离子水性聚氨酯需加酸成盐, 因此一般不在水中用胺扩链, 所以阳离子水性聚氨酯一般不用阴离子水性聚氨酯常用的预聚体混合法。
从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。
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。
水性聚氨酯性能及应用
山东圣光化工集团有限公司
——绿色圣光 关注未来
外观(Appearance)
半透明液体( Translucent liquid)
固含量(Solids content)/wt%
33±1
粘度（Viscosity）/mPa·S PH值(PH)
10～200（No.1,30 rpm） 7.0～9.0
最低成膜温度/ ℃
(Minimum Filmforming Temperature)
简介
该产品使用聚己内酯为多元醇，采用丙酮法和后扩链工艺合成，使该产品具有环 保无污染、产品稳定性好等特点，并通过功能性单体的引入赋予该产品常温自交联 功能，使漆膜具有极好的硬度、光泽、丰满度、耐水性及耐磨性，特别是具有优异 的耐黄变。若在50℃以上处理漆膜，交联度会更高。该产品可广泛应用于高档水性 装饰漆、水性工业漆、水性油墨等领域。
——绿色圣光 关注未来
SP-8801水性交联剂
简介 该产品是SP-6803和SP-6813专用的交联剂，该产品分子结构中含有四
个以上活性基，可与水性聚氨酯中存在的活泼基团发生交联反应，进而形 成更加强韧的漆膜。由于交联密度高，使水性聚氨酯耐化学性和力学性能 均能有大幅度地提高。该产品为水性化的产品，不含有机溶剂，而且非常 易于分散在水性聚氨酯中。
提倡环保、健康意识，改换消费理念
质量层次
圣光木器漆树脂经多年的研发，品质上已经到达传统 油漆的物理指标，耐久性和环保性是更胜一筹。
价格
由于技术发展，水性聚氨酯的成本在下降。石油产品 提价，特别是有机溶剂的价格大幅度提高，水性漆的 每平方米成本已不高于同效传统油漆
使用习惯
大量的样板，试用可解决使用者的后顾之忧。加上用 户对环保健康产品的追求，足可形成时尚。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型、无毒、无味、无挥发有机物的新型胶粘剂，随着人们对环境保护意识的不断提高和对产品质量要求的不断提升，水性聚氨酯胶粘剂得到了广泛的应用。
本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行分析与总结，以期能够更好地推动该领域的发展。
一、水性聚氨酯胶粘剂的概述水性聚氨酯胶粘剂是以聚氨酯为主要基料，与水为溶剂，再加入一定的添加剂制成的一种新型环保型粘接材料。
与传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂具有不易燃、成本低、环保性好等优点，已广泛应用于汽车、家具、包装、建筑等领域。
二、水性聚氨酯胶粘剂的国内研究现状1. 水性聚氨酯胶粘剂的材料研究在水性聚氨酯胶粘剂的研究中，材料的选择是一个至关重要的环节。
国内研究者通过优化聚氨酯树脂的种类和结构，改进交联剂的配方，提高了水性聚氨酯胶粘剂的性能，使其具有更好的粘接性和机械性能。
2. 水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺研究水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺对产品质量具有重要影响。
国内研究者通过改良反应条件和生产工艺，优化了水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺，提高了产品的稳定性和性能。
4. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的一个重要方向。
国内研究者通过开发新的应用领域和优化应用工艺，推动了水性聚氨酯胶粘剂在汽车、家具、包装、建筑等领域的应用。
三、水性聚氨酯胶粘剂国内研究的发展趋势1. 环保性更高随着环保意识的提高，水性聚氨酯胶粘剂的研究将更加注重其环保性能，包括减少挥发有机物（VOC）排放、降低对环境的影响等方面。
2. 功能性更好水性聚氨酯胶粘剂的功能性将成为其研究的重点方向，包括提高粘接强度、耐高温性能、耐候性能等方面，以满足不同领域的需求。
3. 多样化应用水性聚氨酯胶粘剂将会在国内更多的领域得到应用，包括电子、航空航天、轨道交通等高新技术领域。
4. 自主创新能力水性聚氨酯胶粘剂国内研究将更加注重自主创新，提高自主研发能力，加强自主品牌建设，推动中国水性聚氨酯胶粘剂产业的发展。
水性聚氨酯涂料的配方
水性聚氨酯涂料的配方
引言
水性聚氨酯涂料具有环保、耐候性好、施工方便等优点，因此在建筑、汽车、家具等领域得到广泛应用。
本文将介绍一种常见的水性聚氨酯涂料的配方，以供参考。
配方材料
以下是制作水性聚氨酯涂料所需的主要材料：
1. 聚氨酯树脂：负责提供涂料的强度和耐候性，可根据需要选择不同牌号和型号的聚氨酯树脂。
2. 溶剂：用于调节涂料的粘度和干燥速度，常见的溶剂有水、醇类和酮类。
3. 交联剂：用于促进聚氨酯树脂的固化和硬化，提高涂料的耐磨性和耐化学品性能。
4. 填料：可根据需要添加适量的填料，如硅酸盐和纳米颗粒，用于改善涂料的性能和增加涂层的厚度。
5. 助剂：用于改善涂料的流动性、抗沉降性和分散性，例如分散剂、稳定剂等。
配方步骤
以下是制作水性聚氨酯涂料的一般步骤：
1. 根据配方比例将聚氨酯树脂和溶剂混合，并充分搅拌均匀，直至溶解。
2. 将交联剂逐步加入混合物中，并搅拌均匀，以促进固化和硬化反应。
3. 根据需要，逐步加入填料，并边加入边搅拌均匀，确保填料均匀分散在涂料中。
4. 最后，添加助剂以改善涂料的流动性和稳定性，充分搅拌均匀。
总结
水性聚氨酯涂料的配方包括聚氨酯树脂、溶剂、交联剂、填料和助剂。
通过合理调配这些材料，并按照一定步骤混合搅拌，可以
制备出具有优异性能的水性聚氨酯涂料。
具体的配方比例和工艺参数应根据具体的应用场景和要求来确定。
水性聚氨酯及其改性方法
随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放越来越受到限制。
因此，开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和光固化涂料已成为开发的主要方向。
水性聚氨酯（PU）涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性。
但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差，固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制。
而聚丙烯酸酯（PA）乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故PU和PA在性能上具有互补性。
所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较好的应用前景。
利用有机硅和有机氟对水性聚氨酯进行改性，将各自优点融合起来，突出了环保和高效的特点，获得了更优的特性，因而得到人们的广泛关注与快速发展。
有机硅材料具有耐高低温、耐老化、耐臭氧、电绝缘耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
另外，由于氟原子半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的利紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率和高耐候性，含氟的聚氨酯树脂涂料就是一种可常温固化的具优异性能的涂料品种。
1.2 水性聚氨酯概述聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯（Ployurethnae，简称PU）。
通常所说的聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互反应而得的，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的依据聚氨酯材料的本身结构，可以分为体形与线形，一般由于所用原料官能团数目的不同，可以合成体形或线形结构的高分子，如当有机异氰酸酯和多元醇化合物均为二官能团时，即可得到线形结构得高聚物，若其中之一种或两种，部分或全部具有三个及三个以上官能团时则得到体形结构的聚合物，由于聚合物的结构不同，性能也不一样，利用这些性质，聚氨酯类聚合物可以用在橡胶、塑料、纤维、涂料、猫合剂、皮革、染整纺织等方面[1]。
水性聚氨酯的合成
水性聚氨酯树脂和其他树脂一样, 其最终制品的性能是由内部结构决定的。
阳离子型水性聚氨酯是将叔胺官能团引入到聚氨酯的大分子中而制得的。
通常用含叔胺基的二醇作扩链剂, 用烷基化剂或合适的酸进行季铵化而得到离子基团。
和普通的聚氨酯一样可用不同种类的多元醇、不同结构的二异氰酸酯、不同类型的扩链剂、不同类型的中和剂和采用不同的合成方法进行合成。
阳离子型水性聚氨酯的骨架上带有阳离子基团, 这就使其具有了一些独特的性能, 在皮革、涂料、胶粘剂、纺织和造纸等领域有着较好的应用。
此外, 阳离子水性聚氨酯对水的硬度不敏感, 且可以在酸性条件下使用。
因此, 开发出性能优异的阳离子水性聚氨酯, 其市场前景非常广阔。
1 阳离子水性聚氨酯的合成 1.1 合成机理合成阳离子水性聚氨酯时, 一般通过两种途径引入阳离子。
一是用卤素元素化合物引入阳离子,该机理先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 加入卤素元素化合物( 如2,3-二溴丁二酸) 扩链, 然后再加入溶剂降低粘度, 加入三乙胺季铵化, 搅拌离子化, 将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。
该机理的季铵化是SN2(亲核取代反应) 二是用叔胺化合物引入阳离子, 该机理首先将聚醚或者聚酯二醇与二异氰酸酯制成预聚体, 加入溶剂降低粘度后, 用叔胺化合物( 如N- 甲基二乙醇胺) 扩链, 再加入溶剂降低粘度, 然后加入离子化试剂如乙酸, 搅拌离子化。
将离子化后的PU 分散到水中, 高速剪切乳化, 最后蒸除溶剂。
该机理的季铵化是酸碱中和。
1.2 合成方法阳离子水性聚氨酯的合成与阴离子水性聚氨酯的合成最大的不同就是阳离子水性聚氨酯需加酸成盐, 因此一般不在水中用胺扩链, 所以阳离子水性聚氨酯一般不用阴离子水性聚氨酯常用的预聚体混合法。
从国内外近年来的研究来看, 阳离子水性聚氨酯的合成主要有熔融法和丙酮法。
熔融法是无溶剂制备水性聚氨酯的重要方法。
水性聚氨酯资料(科天化工)
四、水性聚氨酯性能表述
6. 耐水性
物理性吸水（聚醚型）和化学水解（聚酯型）； 测试方法 ：浸润法和液滴法
水性聚氨酯特点：存在亲水基团：采用改性、交联 或减少亲水基团含量的方法。
四、水性聚氨酯性能表述
7. 表面性能
表面张力； 水接触角 ；
亲水性和表面粗糙度是最主要的因素。
四、水性聚氨酯性能表述
七、水性聚氨酯应用
3. 织物整理
防水透湿涂层剂 羊毛织物防缩整理剂 抗静电整理 抗起毛起球整理 免烫整理剂 涂料印花
七、水性聚氨酯应用
4. 涂料
在国外水性涂料研究中，水性聚氨酯涂料就占了主导 地位 在水性聚氨酯涂料应用方面的技术研究应集中于以下 几方面：
1. 2. 3. 4. 5. 降低树脂的内聚强度 复合改性 加强对高固含量和粉末状水分散型聚氨酯的研究 水性紫外光聚氨酯涂料 利用可再生资源如植物油、松香及废弃塑料制备多元醇
七、水性聚氨酯应用
5.玻纤浸润剂
聚氨酯乳液含有极性很强的氨酯键，对玻纤黏结 集束性好，分子中软段和硬段相结合，蓦地弹性特别 好，对玻纤的保护作用优于其他品种的成膜剂 国产较少
七、水性聚氨酯应用
6. 鞋化用树脂
PUD应用与鞋化材料有两个用途：填充和表面光亮装 饰。 目前国内用量较大，仅次于皮革用树脂，但是产品多 为外来产品
水性聚氨酯
合肥市科天化工有限公司
董事长：戴家兵
一、聚氨酯概述
聚氨酯
1. 结构
O O C NH
2. 原料丰富，成品形态各样，被誉为“可剪裁性” 聚 合物 3. 应用广泛 涂料、胶黏剂、弹性体… 4. 溶剂性PU的VOC高，污染大，水性化是趋势
一、聚氨酯概述
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固含： wt%:35±1
PU-918
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型脂肪 族聚氨酯树分散体， 固含： 主要应用在水性皮 wt%:30±1
应用领域
应用特 点
水性木器漆 涂料/水性工 业涂料/水性 皮革涂饰/水 性油墨和粘 合剂
高硬、 高光、 高丰满 度、抗 刮耐磨 等
水性木器漆 涂料/水性工 业涂料/水性 皮革涂饰/水 性油墨和粘 合剂/纸张涂 饰
水性皮革涂 饰/水性油墨 和粘合剂/软 包装/纸张涂 饰
0.5 光 泽度， 高档绒 毛感， 柔韧性 极佳， 配伍性 好， 可 用于包 装等领 域
水性木器漆 涂料
高透明 度、高 亮、高 丰满度
水性木器漆 涂料/水性塑 胶漆
优异的 附着 力，耐 化性优 异，光 泽高， 可用于 办公设 备和玩 具等硬 质塑料 表层装 饰
固含： wt%:35±1
PU-502
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型芳香 族聚氨酯树分散体， 主要应用在 PET 热 转印、ABS,PS,PVC 等材料贴合等领域
固含： wt%:40±1
PU-7012
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型芳香 族聚氨酯树分散体， 主要应用在水性木 器漆、玻璃涂饰、 PET 热转印、透水 地坪等领域
高伸长 率、高 回弹 性、耐 水洗牢 度、耐 屈挠， 可用于 印花胶 浆
印花胶浆/水 性皮革涂饰/ 皮革边油
高固 含，高 伸长 率，高 回弹， 手感丰 满，可 用于厚 板（纺 织、鞋 材）、 手套
水性皮革涂 饰/粘合剂/真 空吸塑胶
低活化 温度， 优异的 粘结 力，可 用于
PVC 皮、箱 包、 鞋 材等材 质贴合
比 PU-608 硬，高 光，耐 刮擦
水性皮革涂 饰/水性油墨 和粘合剂
附着力 好，粘 结力 好，弹 性好， 适用于 PVC、 ABS、 塑料等 材质
水性皮革涂 饰/水性油墨 和粘合剂
高光 泽，抗 黏连， 耐刮 擦， PVC 基 材上附 着力好
印花胶浆/水 性皮革涂饰/ 皮革边油
高伸 长，回 弹性
革涂饰、边油、印花 涂饰胶浆等领域
PU-3011
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型脂肪 族聚氨酯树分散体， 主要应用在水性皮 革涂饰、边油、印花 涂饰胶浆等领域
固含： wt%:35±1
PU-6011
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型脂肪 族聚氨酯树分散体， 主要应用在水性皮 革涂饰、边油、印花 涂饰胶浆等领域
固含： wt%:60±1
水性聚氨酯树脂
品名
类型
产品描述
产品指标
PU-608
水性聚氨 酯分散体
水性阴离子型脂肪 族聚氨酯树分散体， 主要应用在水性木 器漆、玻璃涂饰、 PET 热转印、透水 地坪等领域
固含： wt%:35±1
PU-608A
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型脂肪 族聚氨酯树分散体， 主要应用在水性木 器漆、玻璃涂饰、 PET 热转印、透水 地坪等领域
PU-411
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型脂肪 族聚氨酯树分散体， 主要应用在真空吸 塑材料的贴合，热转 印等领域
固含： 性阴离子型脂肪 固含： 酯分散体 族聚氨酯树分散体， wt%:30±1
好，可 用于印 花、边 油
印花胶浆/水 性皮革涂饰/ 皮革边油
水性聚氨酯改性丙 烯酸自交联乳液，良 好的相容性，底面漆 通用
固含： wt%:40±1
PUA-5870
水性聚氨 酯改性丙 烯酸树脂 （PUA）
水性聚氨酯改性丙 烯酸自交联乳液，良 好的相容性，底面漆 通用。在塑胶漆、木 器漆等领域应用广 发
固含： wt%:40±1
空吸塑胶
优异的 粘结 力，可 用于 PVC 皮、箱 包、 鞋 材等材 质贴合
水性皮革涂 低活化 饰/粘合剂/真 温度，
（PUD）
主要应用在水性木 器漆、玻璃涂饰、 PET 热转印、透水 地坪等领域
PU-3250
水性聚氨 酯分散体 （PUD）
水性阴离子型脂肪 族聚氨酯树分散体， 高柔韧性，消光性。 主要应用在软包装、 纸张涂饰等领域
固含： wt%:35±1
PUA-5811
水性聚氨 酯改性丙 烯酸树脂 （PUA）