水性聚氨酯性能特點及技術研究發(fā)展趨勢

水性聚氨酯是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系，也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑，無污染、安全可靠、機械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性等優(yōu)點。聚氨酯樹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。

    本項目經過國家自然科學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離子型自乳化聚氨酯乳液合成改性的技術，可提供1噸/天生產能力的水性聚氨酯生產的整套工藝和設備技術。本項目可根據(jù)用戶的需求，對水性聚氨酯進行配方設計與調整以滿足實際使用的要求，并可結合納米雜化技術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)；

    依親水性基團的電荷性質，水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽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。

    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TDI型、HDI型等等。

    依產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。

    水性聚氨酯整個合成過程可分為兩個階段。第一階段為預逐步聚合，即由低聚物二醇、擴鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成相對分子質量為l000量級的水性聚氨酯預聚體；第二階段為中和后預聚體在水中的分散。

    水性PU因其具有環(huán)保作用，雖然歷史不長，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所覆蓋的領域大量使用，成功地應用于輕紡、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，克服了丙稀酸類樹脂涂飾劑“熱粘冷脆”的缺陷。

    此外，在紡織品涂層整理中有廣泛的應用。水性PU對紡織品的成膜性好、粘接強度高、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比有機溶劑型PU應用成本低、無公害、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離子聚合物對天然和合成橡膠表面均具有很好粘接性，可用于鞋類的制造。

    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?、玻璃纖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、飛機、輪船或航天儀器。