水性硅改性聚氨酯樹脂

㈠ 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。

㈡ 水性聚氨酯樹脂添加什麼讓它硬化

提高水性聚氨酯樹脂的硬度，可通過引入三官能度單體形成適當的分支或外加交聯劑。

水性聚氨酯樹脂的改性：

（1）內交聯法

為提高塗膜的機械性能和耐水性，可直接合成具有適度交聯度的水性聚氨酯，通常可採用以下方法加以實現：

①在合成預聚物時，引入適量的多官能度(通常為三官能度)的多元醇和多異氰酸酯，常用的物質為TMP、HDI三聚體、IPDI三聚體等。

②脂肪族水性聚氨酯可以採用適量多元胺進行擴鏈，使形成的大分子具有微交聯結構，常用的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺等。

③同時採用(1)和(2)兩種方法。
對水性聚氨酯進行內交聯改性，關鍵要掌握好內交聯度，內交聯度太低，改性效果不明顯，若太高將影響其成膜性能。

（2）自交聯法

所謂自交聯法是指在水性聚氨酯成膜後，能自動進行化學反應實現交聯，提高塗膜的交聯度，改善塗膜的性能。因此必須對水性聚氨酯的大分子結構進行改性。例如可以引入乾性油脂肪酸(雙鍵結構)以及多烷氧基硅單元等方法加以實現，使得其在成膜後能發生自動氧化交聯反應和水解縮合反應，提高綜合性能。該法應用較廣，市場上已有相關產品應市。

（3）外加交聯劑法

採用自乳化法制備的陰離子型水性聚氨酯成膜後仍含有大量的羧基，使塗膜的耐水性變差。同溶劑型雙組分PU一樣，水性聚氨酯在施工前可添加外交聯劑，成膜後與塗膜中的羧基和外交聯劑的可反應基團反應，消除塗膜的親水基團，可大幅度提高塗膜的耐水性，同時也對塗膜的力學性能有一定改善。常用的交聯劑有多氮丙啶、碳化二亞胺，以及水可分散多異氰酸酯、環氧樹脂、氨基樹脂、環氧硅氧烷等。

水性聚氨酯樹脂合成工藝：

水性聚氨酯的合成可分為兩個階段。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（或本體）逐步聚合生成分子量為103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和擴鏈。

早期水性聚氨酯的合成採用強制乳化法。即先制備一定分子量的聚氨酯聚合物，然後在強力攪拌下將其分散於加有一定乳化劑的水中。該法需要外加乳化劑，乳化劑用量大，而且乳液粒徑大、分布寬、穩定性差，目前已經很少使用。

現在,水性聚氨酯的乳化主要採用內乳化法。該法利於水性單體在聚氨酯大分子鏈上引入親水的離子化基團或親水嵌段：-COO- +NHEt3、SO3- +Na、-N+ -Ac，-OCH2CH2-等，在攪拌下自乳化而成乳液（或分散體）。這種乳液穩定性好，質量穩定。根據擴鏈反應的不同，自乳化法主要有丙酮法和預聚體分散法。

丙酮法

丙酮法在預聚中期、後期用丙酮或丁酮降低黏度，經過中和，高速攪拌下加水分散，減壓脫除溶劑，得到水性聚氨酯分散體。該法工藝簡單，產品質量較好，缺點是溶劑需要回收，回收率低，且難以重復利用。目前，我國主要使用該法合成普通型芳香族水性聚氨酯。

預聚體分散法

即先合成帶有-NCO端基的預聚體，通常加入少量的N-甲基吡咯烷酮調整黏度，高速攪拌下將其分散於溶有二（或多）元胺的水中，同時擴鏈得高分子量得水性聚氨酯。美國等發達國家主要利用該法合成高檔脂肪族水性聚氨酯。

㈢ 聚氨酯樹脂和改性聚氨酯樹脂有什麼區別！兩者可以復合嗎

聚氨酯本身有一系列的缺陷如熱穩定性差，易燃燒，耐老化性也不好。
所以才有了改性聚氨酯。改性聚氨酯又有環氧型改性聚氨酯，聚丙烯酸型，有機硅型等。
因為早期的聚氨酯有很多缺陷才會對進行改性，所以是不能復合的

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㈤ 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。

㈥ 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。

㈦ 水性樹脂的合成工藝是什麼啊

水性樹脂是相對於油溶性的樹脂而言的有機高分子材料。通常有水性丙烯酸樹專脂、水性屬醇酸樹脂、水性環氧樹脂、水性有機硅樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性氟碳樹脂等。近年來，隨著高分子材料的發展，配套工藝的提高，高分子互穿網路理論的成熟，各種改性的水性樹脂層出不窮，如有機硅改性聚氨酯樹脂，丙烯酸、環氧改性聚氨酯樹脂等，這使水性塗料、水性樹脂產品越來越豐富，性能越來越完善，應用面越來越廣，已成為我國塗料工業發展的高亮點之一。

水性PU樹脂分散狀態可分為水溶型、水乳型和膠體分散型，僅離子類別又可分為陽離子型、陰離子型和非離子型。目前所研究的主要是陰離子型水乳液。

水性PU樹脂的制備方法有兩種。一是用乳化劑強制乳化的外乳化法；二是不用乳化劑，在分子內部引入親水基因的內乳化法。外乳化對設備要求更高，且工藝復雜。目前選用的是內乳化法，即在聚氨酯大分子鏈中引入親OK基因，將樹脂分子鏈上的羧基中和成鹽，使之具有親水性，然後在高速狀態下加水乳化成穩定的乳液。

㈧ 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。

㈨ 水性丙烯酸樹脂比水性聚氨酯樹脂有什麼區別

丙烯酸樹脂組合物，包含下列丙烯酸樹脂(1)和(2)：丙烯酸樹脂(1)：一種丙烯酸樹脂，含有由單體(a)衍生的結構單元(結構單元(a))、由單體(b)衍生的結構單元(結構單元(b))和由單體(c)衍生的結構單元(結構單元(c))，且結構單元(c)的含量介於0.05～5重量份，以丙烯酸樹脂(1)為100重量份計；丙烯酸樹脂(2)：一種直鏈丙烯酸樹脂，含有結構單元(a)作為主要組分；(a)通式(A)的(甲基)丙烯酸酯(如圖)，其中 R1代表氫原子或甲基基團，R2代表1～14個碳原子的烷基基團或1～14個碳原子的芳烷基基團，而烷基基團R2中的氫原子或者芳烷基基團R2中的氫原子可被1～10個碳原子的烷氧基基團取代，(b)分子中含有一個烯屬雙鍵和至少一個5-或更多元雜環基團的單體，(c)分子中含有至少兩個烯屬雙鍵的單體。
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。
親水單體（親水性擴鏈劑）
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、二羥甲基丁酸、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。
這2種水性樹脂可以相溶的，成為改性樹脂，互補相互的短板，提高產品性能和性價比，這種合成技術，國內的寶景化工，做的不錯，詳情可以聯系他們了解。

㈩ 為什麼要使用水性聚氨酯塗料

水性聚氨酯具有非常多的優點，所以被廣泛應用在：塗料、油墨、膠粘劑、皮革塗飾劑、人造革、手套潤滑劑等方面。以皮革塗飾劑為例：塗飾是皮革製造過程中的一個重要環節。它可增加皮革的美觀和耐用性能，提高檔次，增加花色品種、擴大使用范圍。其中聚氨酯類塗飾劑的成膜性能好、遮蓋力強、粘結牢固，塗層的物理性能優異，可大大提高成革的等級，為此受到高度重視和廣泛的關注。
我們將一系列的改性有機硅樹脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯塗飾劑、聚氨酯粘合劑、鞋底料、聚氨酯塗料、油墨中去，通過工程師的對比試驗發現，可解決水性PU和油性PU產品存在的種種問題。
產品介紹如下
一、粘合劑：
該系列產品為改性有機硅交聯劑，可以增強合成革用不同底材與聚氨酯塗層材料之間的粘合性，從而相應提高塗飾性和附著力，同時帶來耐水解及爽滑的感覺。可代替有毒的多氮丙啶交聯劑。
二、潤濕劑：
該系列產品設計用於改善聚氨酯塗層材料之間及聚氨酯塗層材料和不同底材之間的潤濕性，同時也可作為聚氨酯合成革的泡孔調節劑及流平劑。
三、勻孔劑：
該系列產品主要用於增進塗層的成肌性，從而改善皮革的最終手感和表面流動性。該系列產品不含羥基，可以作為一個有效的潤濕劑和勻孔劑。
四、流平劑：
該系列產品可以賦予聚氨酯合成革表面平整性。濕法工藝中提高貝斯的表面透濕性、流平性；干法工藝中，提高PU革的防粘性、並有絲滑手感。
五、泡孔調節劑：
該系列產品設計用於濕法聚氨酯漿料成革過程中的泡孔控制，泡孔結構叢豎長型到均一圓孔型。
同時還有消泡作用，提供光潔的表皮層或貝斯層。
六、PU樹脂改性劑：
該系列產品含有活性基團，為聚醚封端或者羥基封端的有機硅改性劑，可直接參與漿料合成反應，也可作為功能性添加劑添加，賦予聚氨酯合成革貝斯和面層更好的透濕性、透氣性，更好的低溫撓曲性，更好的防粘性，更高的耐磨性，優良的表面平整性、泡孔穩定性或優良的加工性。同時與極性溶劑、非極性溶劑、多元醇和異氰酸酯中有很好的相溶性。