水性聚氨酯的研究综述

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1、水性聚氨酯皮革涂层的研究综述摘要：综述了水性聚氨酯的结构、性能、分类、制备方法及应用；介绍了水性聚氨酯合成的主要原料；概述了水性聚氨酯冃前的研究和发展状况。关键词水性；聚氨酯；皮革；研究现状ReviewofwaterbonepolyurethaneforleathercoatingAbstract：Thestructure,properties,classification,syntheticmethodsandapplicationofwaterbornepolyurethanewerereviewedinthisartic

2、le.Rawmaterialwasintroduced.Presentresearchanddevelopmentofwaterbornepolyurethanewerelisted.Keywords:waterbone；polyurethane；rawmaterial；presentresearch1水性聚氨酯简介聚氨酯树脂为含有氨基甲酸酯基团的高聚物，通常由多异氧酸酯或其加成物与含活泼氧的多元醇逐步聚合反应而成，反应过程中除生成氨基甲酸之基团外,还生成服键等基团。聚氨酯树脂性能优异，具有机械性能好、耐磨性好、硬度高、耐水、

3、耐化学、耐老化性优异等优点，应用领域极为广泛小叽聚氨酯树脂在真皮中可用作隸剂和涂饰剂［必］,在合成革还可用做湿法贝斯的制造⑺。传统的溶剂型聚氨酯已得到广泛的应用，其一般为15-30%的含量，其余组分多为苯类、酮类、N,N・二甲基甲酰胺类溶剂，使用过程中造成浪费，污染环境、损害员工健康。随着人们环保意识的提高，低VOC或零VOC聚氨酯得到广泛的关注，国内外经多年的研究开发了水性聚氨酯类的环保产品，并先后投入商业生产RE。其中水性聚氨酯因不含或只含极少的有机溶剂、应用条件较温和等优势的攒竹，得到快速发展。欧洲、美洲WPU年均增长率

4、超过5%，亚洲则超过10%,经过几十年的发展，合成技术已较成熟，其性能己达到甚至超过溶剂型聚氨酯ll2-17J,在建筑、皮革、汽车、家居、印刷、医药等领域的应用越来越普遍。与传统溶剂型聚氨酯不同，水性聚氨酯最初通过在乳化时外加乳化剂使其在强烈剪切作用力下分散于水屮。预聚体粘度较大会增加乳化难度，这就对预聚体的粘度和分散设备提出了较严格的要求。在预聚体粘度和分子量较低时分散虽然可以降低对乳化分散设备的要求，但剩余异氧酸根较多，易与水反应生成聚腺，使树脂的耐热、耐水、机械性能、稳定性下降，很难满足高性能领域的要求，大大限制了其应用

5、领域〔缺⑼。1975年德国Bayer公司首创在聚氨酯分子中引入亲水成分，让其在水中自乳化，树脂性能得到大大提到，水性聚氨酯步入高速发展期。按照亲水基团的类型水性聚氨酯分为：阴离子、阳离子、两性和非离子四种类型。阴离子型水性聚氨酯在合成过程中一般选取二疑甲基丙酸或碱酸盐类物质作为亲水基团，在分子链中引入竣酸或磺酸类亲水基团，中和后，强烈剪切作用下可稳定分散在水中。阳离子型水性聚氨酯通常选用叔胺化合物（N■甲基二乙醇胺）扩链，在分子链中引入季胺盐结构提供亲水性。由于碱性物质对聚氨酯反应有催化作用，为减少副反应的发生，胺类亲水扩链剂

6、的一般在低温下采取“饥饿加料法”加入。两性水性聚氨酯分子中同时具有阴、阳两种离子类型的亲水基团。非离子型水性聚氨酯一般选择低分子量聚氧化乙烯做亲水扩链剂，在分子结构中引入非离子型的亲水基团，然后将预聚体在水中乳化。水性聚氨酯按分散状态和粒径大小述可分为：聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液；按合成工艺可分为：丙酮法、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺和酮连氮法；按使用形式可分为：单组份和双组份水性聚氨酯；按多元醇种类可分为：聚酯类、聚醯类水性聚氨酯；按异氧酸酯种类可分为：脂肪族类、芳香族类水性聚氨酯⑵。在水性聚氨酯的合成过程中通过

7、配方设计、原料选择、工艺的控制，可以得到满足各种性能需求的产物。2水性聚氨酯的合成原料水性聚氨酯基本原料主要包括大分子多元醇化合物、多异氤酸酯、小分子扩链剂、亲水扩链剂、成盐剂、溶剂、封端剂、水2】，除此外还包括催化剂、硅、氟、环氧树脂等助剂。不同原料的组合所得水性聚氨酯结构不同，进而获得不同的性能。2.1大分子多元醇化合物最常见的是聚酯类和聚醯类，聚酯类多元醇一般为二元醇和二元酸经缩聚反应制备的线性聚合物，常见竣酸为有己二酸、庚二酸、辛二酸、戊二酸等，此外还有邻或间苯二甲酸及其酸酹，因价格及来源等因素，最为常见的是己二酸。多

8、元醇主要使用乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇等，多元醇种类决定了聚酯多元醇分子链的柔顺性，聚酯类多元醇所得水性聚氨酯强度高，但耐水解性差。聚醛类多元醇主要包括聚氧化丙烯二醇、聚四氢咲喃醸二醇，其分子链中含有易旋转的醯键，具有较好的柔顺性和耐寒性，耐水解性能优异，