水性聚氨酯消光樹脂的研究

A. 水性聚氨酯的產品技術分析

大多數水性PU主要是由自乳化法制備，以含親水性基團的PU為主要固化成分，塗膜乾燥時若親水成分不能有效的進入交聯網路中，乾燥形成的塗膜遇水易溶脹。另外其缺少像雙組分溶劑型PU塗膜所能得到的交聯密度和高相對分子質量，因而這些水分散體塗膜的耐水性、耐溶劑性、耐熱性和光澤性較差，嚴重地限制了其使用的范圍。因此，常採用提高塗膜的交聯密度來改善乳液塗膜的耐水性。常用的交聯方法有兩種：一種是在合成PU預聚物時，加入官能度大於2的多羥基化合物，直接生成交聯PU預聚物，將上述預聚物很好地分散在水中，並擴鏈形成大分子，最後形成乳液。
這種方法也叫前交聯法，缺點是易使預聚物黏度增大，較難分散在水中，影響乳液的穩定性。新型交聯劑和多官能團擴鏈劑的篩選與合成的研究相當活躍，已成為提高水性PU物理機械性能和耐水性能的主要途徑之一。另一種方法為外交聯法，採用帶羧的陰離子PU乳液進行交聯，交聯反應發生在PU分子的羧基上，有氮丙啶、碳化亞胺以及金屬鹽類化合物，在室溫條件下進行交聯。這類交聯劑一般在使用PU乳液時加入，因其交聯反應速率很快，短時間內產生凝膠而破乳。外交聯法可成功解決PU乳液塗膜的親水性問題，但因外加交聯劑，組成雙組分塗飾劑給施工帶來不便，此方法使用較少。 國內外對水性聚氨酯的研究都聚焦在對其改性使其功能化，通過改性增加材料的耐水性、耐溶劑性等性能指標。改性主要通過物理和化學兩種手段，通過接枝、嵌段、內、外交聯其它聚合物材料，共混或形成互穿聚合物網路等方法進行改性。常用的改性有以下幾種：
1 丙烯酸酯改性聚丙烯酸酯類產品優點在於耐候、耐水、耐溶劑、保光性比聚氨酯樹脂突出，在物理機械性能、彈性及粘接性能等方面又遜色於聚氨酯樹脂。因此兩者具有很好的互補性。將丙烯酸酯用於水性聚氨酯乳液的改性，是聚氨酯的發展趨勢之一。較為流行的有共混交聯反應法、乳液共聚法和復合乳液聚合法。
復合乳液聚合法有兩種工藝：
⑴互穿聚合網路（Interpentrating Polymer Network）。體系中至少有一組分為交聯結構，在分子水平上發生作用，如以丙烯酸酯單體作為合成聚氨酯預聚體的有機溶劑，然後再在聚氨酯乳液中進行聚合即製得丙烯酸酯改性聚氨酯的互穿網路型乳液。
⑵在水性聚氨酯乳液中加入丙烯酸酯不飽和單體進行自由基聚合， 形成所謂核-殼型丙烯酸酯改性水性聚氨酯的復合乳液。陳義芳採用丙烯酸酯單體作為聚氨酯溶劑製得IPN 結構的丙烯酸酯改性的聚氨酯乳液，研究表明其塗膜具有良好的耐水性及耐污染性。楊建文等將具有羥基側基的丙烯酸樹脂與含有殘留異氰酸酯基的聚氨酯丙烯酸酯進行接枝反應，經胺中和後，用水分散形成自乳化水性體系。研究表明當接枝樹脂中聚氨酯含量在30%～50%時，光固化塗層具有較好的硬度、耐溶劑性和耐水性。
2 有機硅改性有機硅化合物屬於半有機、半無機結構的高分子化合物具有耐熱、耐水性、耐候性及透氣性，其中兩個最顯著的特點是耐氧化性和低表面能， 有機硅聚合物還能賦予塗層傑出的柔順性和爽滑絲綢感；因表面能差異而存在微相分離的Si-O-Si 分子鏈會遷移到膜的表面提高塗膜的綜合性能。
對含有氨基的有機硅改性主要有兩種方法：
⑴在合成預聚體的過程中將含有氨基的有機硅引入聚氨酯鏈段中，由於氨基突出的反應活性以及有機硅與聚氨酯溶解度的差異， 所以聚合反應都需在溶劑下進行，這樣不僅溶劑抽提困難，還會造成環境污染，使它們的應用受到限制。
⑵在預聚體乳化的過程中擴鏈引入含有氨基的有機硅。研究表明，硅氧烷在膠膜表面富集，對聚氨酯材料有明顯的表面改性作用，且膠膜耐水性提高。卿寧等用有機硅化合物對水性聚氨酯進行改性，通過紅外和核磁等手段證明有機硅鏈段成功接在水性聚氨酯鏈段上；有機硅化合物用量增大，乳膠膜吸水率降低，表面接觸角增大，使膜的耐水性、穩定性、柔韌性、耐老化性能得到了顯著提高。
3 環氧樹脂改性環氧樹脂結構中含有羥基，該化合物具有粘結能力強，模量和強度高和熱穩定性好等特性。與水性聚氨酯可直接發生合成反應。環氧樹脂改性可以改善聚氨酯的耐水、耐溶劑、耐熱蠕變性及抗張強度，同時可以增加樹脂對基材的剝離強度。在改性反應中將支化點引入聚氨酯主鏈，使得主鏈部分形成網狀結構，該反應中既有環氧基和羥基參與反應，也存在氨基甲酸酯與環氧基的開環反應。改性聚氨酯乳液外觀隨著環氧樹脂環氧值降低，從半透明變化到不透明，改性聚氨酯乳液的薄膜硬度和拉伸強度增大，貯存穩定性和斷裂伸長率下降，乳膠膜耐水性增強。因為環氧值降低，分子量增大，羧基含量增大，導致水性聚氨酯的交聯結構和水性聚氨酯分子鏈上剛性苯環的含量增大， 乳膠膜的硬度、拉伸強度和耐水性得到提高，同時降低了乳膠膜的彈性和斷裂伸長率。環氧樹脂分子量增大後，導致質量增大，在同等情況下聚氨酯的親水性、水性聚氨酯乳液的透明度和貯存穩定性都降低。郭俊傑等合成了用於粘結復合薄膜的環氧樹脂改性水性聚氨酯膠粘劑，改性後的膠粘劑對多種復合薄膜都表現出較強的粘結性能，剝離強度進一步提高，外觀、貯存穩定性良好。且固體質量分數下降30%後仍然具有較強的粘結性能。
4 交聯改性交聯改性是將線形的聚氨酯大分子通過化學鍵的形式將其接合在一起，製得具有網狀結構的聚氨酯樹脂。經過交聯改性後的水性聚氨酯塗膜具有良好的耐水性、耐溶劑及力學性能。成熟的交聯改性技術製得的水性聚氨酯在很多性能上達到甚至超過溶劑型聚氨酯樹脂。交聯改性根據交聯方法的不同可分為內交聯法和外交聯法。內交聯法製得的聚氨酯乳液是單組分體系，外交聯法製得的聚氨酯乳液雙組分體系。在內交聯法反應體系裡面，內交聯劑乳液體系中的其它組分與內交聯劑能共存且保持穩定。交聯時不論採用哪種交聯方式，都要嚴格控制交聯劑的用量。雖然隨著交聯劑用量的增加，膜的拉伸強度、耐水性、耐溶劑性均增大，但是用量過大，會使膜的伸長率下降太多，同時會使乳液顆粒粒徑變大，成膜時融合性差，反而使膜的強度下降。
5 納米改性納米材料是指組成相或晶粒結構中至少有一維的尺寸在100 nm 以下的材料。由於納米材料與高聚物分子間的界面面積非常大，加之納米材料的上述相關性質， 二者界面存在很大的相互作用，具有很好的粘結性能，較好的消除了無機材料與有機聚合物間的熱膨脹系數不匹配的現象，使二者能夠較容易的結合在一起而成為具有優異性能的復合材料，如：強大的表面結合能；與聚合物復合後所具有的強粘結性；改善流動性，提高表面硬度和耐磨性。
6 其他改性方法利用天然高分子（如木質素、澱粉、樹皮等）以及脂肪族聚酯來改性或合成可生物降解聚氨酯，利用氯丙樹脂改性合成聚氨酯等以及三元復合體系，製得的新型聚氨酯材料具有高應力、高硬度和低應變的性能，其物理機械性能優於聚醚三元醇作羥基組分合成的聚氨酯材料。

B. 水性聚氨酯和油性聚氨酯有什麼區別

一、指代不同

1、水性聚氨酯：以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系，也稱水內分散聚氨酯、水容系聚氨酯或水基聚氨酯。

2、油性聚氨酯：具有熱塑性的線性結構的聚氨酯體系。

二、特點不同

1、水性聚氨酯：水性聚氨酯以水為溶劑，無污染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易於改性等優點。

2、油性聚氨酯：主要是具有熱塑性的線性結構，它比PVC發泡材料有更好的穩定性、耐化學性、回彈性和力學性能，具有更小的壓縮變型性。隔熱、隔音、抗震、防毒性能良好。

三、用途不同

1、水性聚氨酯：膠合板、食品包裝復合塑料薄膜、織物層壓製品、各種薄層材料的層壓製品，如軟質PVC塑料薄膜或塑料片與其他材料(如木材、織物、紙、皮革、金屬)的層壓製品。

2、油性聚氨酯：主要用於建築、汽車、航空工業、保溫隔熱的結構材料。 聚氨酯彈性體性能介於塑料和橡膠之間，耐油，耐磨，耐低溫，耐老化，硬度高，有彈性。主要用於製鞋工業和醫療業。聚氨酯還可以製作粘合劑、塗料、合成革等。

C. 國外水性聚氨酯的發展近況

水性聚氨酯 水性聚氨酯
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、機械性能優良、相容性好、易於改性等優點。聚氨酯樹脂的水性化已逐步取代溶劑型，成為聚氨酯工業發展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應用於塗料、膠粘劑、織物塗層與整理劑、皮革塗飾劑、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，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，並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；第二階段為中和後預聚體在水中的分散。

D. 水性聚氨酯是什麼

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、機械性能優良、相容性好、易於改性等優點。
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、機械性能優良、相容性好、易於改性等優點。
聚氨酯樹脂的水性化已逐步取代溶劑型，成為聚氨酯工業發展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應用於塗料、膠粘劑、織物塗層與整理劑、皮革塗飾劑、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，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，並可結合納米雜化技術制備高性能的水性聚氨酯。

E. 水性聚氨酯樹脂的水性聚氨酯的合成原理

目前，陰離子型水性聚氨酯最為重要，芳香族水性聚氨酯合成的化學原理版可用下列反應式表示權：

在中和之後加水乳化的同時，水也起到擴鏈劑的作用，擴鏈後大分子的端-NCO基團轉變為-NH2，進一步同-NCO反應，通過脲基（-NH-CO-NH-）使水性聚氨酯的分子量進一步提高。
脂肪族水性聚氨酯使用脂肪族二異氰酸酯（如IPDI、TMXDI）為單體，其活性較低，因此，其在水中的擴鏈是通過加入水中加入乙二胺、肼或二乙烯三胺（多乙烯多胺）進行；此法溶劑用量低，無須脫除溶劑，工藝更可靠，可以實現真正意義上的綠色工藝生產。

F. 水性聚氨酯樹脂的水性聚氨酯的合成單體

水性聚氨酯合成用聚合物多元醇及小分子多元醇同油性聚氨酯，多異氰酸酯主要選擇IPDI、TDI和HDI。此外，要引入親水單體，其攜帶的親水基團。 親水性擴鏈劑是水性聚氨酯制備中使用的水性化功能單體，它能在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團。陰離子型擴鏈劑中帶有羧基、磺酸基等親水基團，結合有此類基團的聚氨酯預聚體經鹼中和離子化，即呈現水溶性。常用的產品有：二羥甲基丙酸（dimethylol propionic acid ，DMPA）、二羥甲基丁酸（dimethylol butanoic acid ，DMBA）、1，4-丁二醇-2-磺酸鈉。
目前陰離子型水性聚氨酯合成的水性單體主要選用DMPA， DMBA活性比DMPA大，熔點低，可用於無助溶劑水性聚氨酯的合成，使VOC降至接近0。DMPA、DMBA為白色結晶（或粉末），使用方便。合成叔胺型陽離子水性聚氨酯時，應在聚氨酯鏈上引人叔胺基團，再進行季叔胺鹽化(中和)。而季胺化工序較為復雜，這是陽離子水性聚氨酯發展落後陰離子水性聚氨酯的原因之一。
陽離子型擴鏈劑有二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、N-乙基二乙醇胺(EDEA)、N-丙基二乙醇胺(PDEA)、N-丁基二乙醇胺(BDEA)、二甲基乙醇胺、雙(2-羥乙基)苯胺(BHBA)、雙(2-羥丙基)苯胺(BHPA)等，國內大多數採用N-甲基二乙醇胺(MDEA)。非離子型水性聚氨酯的水性單體主要選用聚乙二醇二醇，數均相對分子質量通常大於1000。 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。
單組分水性聚氨酯包括單組分熱塑性、單組分自交聯型和單組分熱固性三種類型。單組分熱塑性水性聚氨酯為線型或簡單的分支型，屬第一代產品，使用方便，價格較低，貯存穩定性好，但塗膜綜合性能較差；單組分自交聯型、熱固型水性聚氨酯是新一代產品，通過引入硅交聯單元或者乾性油脂肪酸結構形成自交聯體系，通過水性聚氨酯的羥基和氨基樹脂（HMMM）可以組成單組分熱固型水性聚氨酯。
自交聯基團或加熱（或室溫）條件下可反應的基團，使塗膜綜合性能得到了極大提高，其耐水、耐溶劑、耐磨性能完全可以滿足應用，該類產品是目前水性聚氨酯的研究主流。雙組分水性聚氨酯包括兩種類型，一種由水性聚氨酯主劑和交聯劑組成，如水性聚氨酯上的羧基可用多氮丙啶化合物進行外交聯；
另一種由水性羥基組分（可以是水性丙烯酸樹脂、水性聚酯或水性聚氨酯）和水性多異氰酸酯固化劑組成；使用時將兩組分混合，水揮發後，通過室溫（或中溫）可反應基團的反應，形成高度交聯的塗膜，提高綜合性能。其中後者是主導產品。

G. 請問什麼是 聚氨酯樹脂 和 水性聚氨酯樹脂

聚氨酯樹脂就是沒有加任何助劑的PU。。。
水性PU就是一般是水溶性的塗料，使用時不得揮發難聞味道的那種。。。

H. 水性聚氨酯樹脂耐溫多少度

耐熱溫度測試方法不一樣，得出的結果也不同。還有與使用的方式和工藝，有很大關系。如果是做壓花等，由於接觸高溫時間短，水性聚氨酯可以經受170-180℃。但是要是做高溫抗粘連，70-80℃就算是高溫了，因為有壓力、時間持續幾小時。一般通過測試軟化點（水性聚氨酯膜開始軟化的直觀溫度），通常低於170℃。單組份水性聚氨酯在幾十到160℃左右。加入固化劑或者交聯劑，可以提高耐熱溫度。
原創手工輸入，希望有幫助。

I. 水性聚氨酯樹脂價格

隨著我們國家發展越來越進步，國家對環境也越來越重視了。所以出現了很多新型的環保材料，其中水性聚氨酯樹脂就是非常有代表性的。在塗料，粘合劑等領域得到應用，水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、聚酯混合型。我們家裡所使用的塗料，粘合劑都含有水性聚氨酯樹脂。水性聚氨酯樹脂不但環保而且還沒有毒性，但是很多朋友都不了解水性聚氨酯樹脂，那麼接下來小編就給大家說說水性聚氨酯樹脂的知識。

水性聚氨酯樹脂價格

進入90年代，隨著人們環保意識以及環保法規的加強，環境友好的水性聚氨酯的研究、開發日益受到重視，其應用已由皮革塗飾劑不斷擴展到塗料、黏合劑等領域，正在逐步佔領溶劑型聚氨酯的市場，代表著塗料、黏合劑的發展方向。令人奇怪的是,在水性樹脂中,水性聚氨酯仍然也是優秀樹脂的代表,是現代水性樹脂研究的熱點之一。

武漢仕全興直銷水性聚氨酯樹脂：￥20

聚邦高固含水性聚氨酯樹脂：￥32

聚氨酯樹脂pu-2591水性聚氨酯樹脂：￥22

欣欣廠家直銷非固化水性聚氨酯樹脂：￥24

（價格來源網路，僅供參考）

水性聚氨酯樹脂種類

以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。其中陰離子型產量最大、應用最廣。陰離子型水性聚氨酯又可分為羧酸型和磺酸型兩大類。近年來，非離子型水性聚氨酯在大分子表面活性劑、締合型增稠劑方面的研究越來越多。陽離子型水性聚氨酯滲透性好，具有抗菌、防霉性能，主要用於皮革塗飾劑。

以合成用單體分

水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型、聚碳酸酯型和聚醚、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、脂肪族、芳脂族和脂環族，或具體分為TDI型、IPDI型，MDI型，等等。芳香族水性聚氨酯同油性聚氨酯類似具有明顯的黃變性，耐候性較差，屬於低端普及型產品;脂肪族水性聚氨酯則具有很好的保色性,耐候性，但價格高，屬於高端產品;芳脂族和脂環族的性能居於二者之間。

水性聚氨酯的應用

皮革塗飾劑

水性聚氨酯的基本用途是作皮革塗飾劑。我國也有規模生產。

聚氨酯樹脂柔韌、耐磨，可用作天然皮革及人造革的塗層劑及補傷劑;水性聚氨酯塗飾劑克服了丙烯酸乳液塗飾劑「熱粘冷脆」的弱點，其處理的皮革手感柔軟、滑爽、豐滿、光亮，真皮感極強，可極大提高皮具檔次，增強市場競爭力。

早期的水性聚氨酯是線形的，具熱塑性;為了提高其強度、硬度、耐水性、耐溶劑性，可通過引入三官能度單體形成適當的分支或外加交聯劑。

水性聚氨酯塗料

溶劑型聚氨酯塗料是一種高檔的塗料品種，九十年代產量提高很快;但常規的溶劑型聚氨酯塗料含有約40%的有機溶劑，因此塗料VOC(揮發性有機物)帶給大氣的污染非常巨大。21世紀塗料的發展方向之一是環保型塗料，即低污染或無污染塗料。主要包括高固體份塗料、水性塗料、粉末塗料和輻射固化塗料。其中，水性塗料是最重要的一類。

目前，以水性聚氨酯分散體為基料的塗料在發達國家發展很快，使用於木材、金屬及塑料等底材的水性聚氨酯產品不斷投放市場，其中有些產品已經打入我國市場。

以上就是小編給大家詳細水性聚氨酯樹脂的知識，希望我們的分享能夠對大家有所幫助。水性聚氨酯樹脂是我們生活中新型的環保材料，並且在塗料，粘合劑中是經常被應用的。而水性聚氨酯樹脂塗料包括高固體份塗料、水性塗料、粉末塗料和輻射固化塗料。這些塗料都是非常常用的，不但非常具有環保性，而且對我們身體也是沒有任何危害的。而水性聚氨酯樹脂塗料的手感柔軟、滑爽、豐滿、光亮，真皮感極強。