水性聚氨酯性能特點(diǎn)及技術(shù)研究發(fā)展趨勢(shì)

水性聚氨酯是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，也稱(chēng)水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑，無(wú)污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點(diǎn)。聚氨酯樹(shù)脂的水性化已逐步取代溶劑型，成為聚氨酯工業(yè)發(fā)展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘劑、織物涂層與整理劑、皮革涂飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑。

    本項(xiàng)目經(jīng)過(guò)國(guó)家自然科學(xué)基金資助研究及十多年的研發(fā)，已具有成熟的陰離子型自乳化聚氨酯乳液和陽(yáng)離子型自乳化聚氨酯乳液合成改性的技術(shù)，可提供1噸/天生產(chǎn)能力的水性聚氨酯生產(chǎn)的整套工藝和設(shè)備技術(shù)。本項(xiàng)目可根據(jù)用戶的需求，對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行配方設(shè)計(jì)與調(diào)整以滿足實(shí)際使用的要求，并可結(jié)合納米雜化技術(shù)制備高性能的水性聚氨酯。

    按粒徑和外觀分可分為聚氨酯水溶液(粒徑<0．001微米，外觀透明)、聚氨酯水分散體(粒徑：0．001-0．1微米，外觀半透明)、聚氨酯乳液(粒徑>O．1微米，外觀白濁)；

    依親水性基團(tuán)的電荷性質(zhì)，水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽(yáng)離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型最為重要，分為羧酸型和磺酸型兩大類(lèi)。

    依合成單體不同水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分為芳香族和脂肪族，或具體分為T(mén)DI型、HDI型等等。

    依產(chǎn)品包裝形式水性聚氨酯可分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。

    水性聚氨酯整個(gè)合成過(guò)程可分為兩個(gè)階段。第一階段為預(yù)逐步聚合，即由低聚物二醇、擴(kuò)鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過(guò)溶液逐步聚合生成相對(duì)分子質(zhì)量為l000量級(jí)的水性聚氨酯預(yù)聚體；第二階段為中和后預(yù)聚體在水中的分散。

    水性PU因其具有環(huán)保作用，雖然歷史不長(zhǎng)，但發(fā)展非常迅速。

    水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三種，為二元膠態(tài)體系，聚氨酯（PU）粒子分散于連續(xù)的水相中，也有人成水性PU或水基PU。

    水性PU分散體已在通用溶劑型PU所覆蓋的領(lǐng)域大量使用，成功地應(yīng)用于輕紡、皮革加工、涂料、木材加工、建材、造紙和膠粘劑等行業(yè)。

    皮革工業(yè)加工中PU乳液涂飾后的皮革，具有光澤度高、手感好、耐磨耗、不易斷裂、彈性好、耐低溫性能和耐撓屈性能優(yōu)良等特點(diǎn)，克服了丙稀酸類(lèi)樹(shù)脂涂飾劑“熱粘冷脆”的缺陷。

    此外，在紡織品涂層整理中有廣泛的應(yīng)用。水性PU對(duì)紡織品的成膜性好、粘接強(qiáng)度高、能賦予織物柔軟、豐滿的手感，改善織物耐磨性、抗皺性、回彈性、通透性和耐熱性等。

    水性PU比有機(jī)溶劑型PU應(yīng)用成本低、無(wú)公害、易處理、粘合效果好，在膠粘劑及涂料行業(yè)有很好的發(fā)展前途。PU離子聚合物對(duì)天然和合成橡膠表面均具有很好粘接性，可用于鞋類(lèi)的制造。

    目前，水性PU主要用做家具漆、電泳漆、電沉積涂料、建筑涂料、紙張?zhí)幚硗苛稀⒉ＡЮw維涂料等除此之外水性涂料還有一些特殊用途，如用作安全玻璃的中間涂膜，以制成不碎裂的安全玻璃，廣泛用于汽車(chē)、飛機(jī)、輪船或航天儀器。