聚氨酯樹脂的研究論文

Ⅰ 聚氨酯樹脂研究意義和價值

聚氨酯樹脂則具有灌注速度快和固化速度快的優勢，相比環氧樹脂碧芹或，聚氨酯材料更適應葉片輕量化、大型化的首爛趨勢。傳統材料環氧樹脂相比，聚氨酯樹脂具有更為優悔伍異的機械性能和抗疲勞性能，灌注和固化速度快，加工性能好，有機物揮發性低，價格相對優惠。

Ⅱ 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。

Ⅲ 聚氨酯是什麼 聚氨酯材料的作用與特性

聚氨酯為主鏈含—NHCOO—重復結構單元的一類聚合物 ，英文縮寫PU，包括硬質聚氨酯塑料、軟質聚氨酯塑料、聚氨酯彈性體等多種形態，並分為熱塑性和熱固性兩大類。其原料一般以樹脂狀態呈現。

聚氨酯用途

用於航空、鐵路、建築、體育等方面;用於木製傢具及金屬的表面罩光;用於貯罐、管道、冷庫、啤酒、發酵罐、保鮮桶的絕熱保溫保冷，房屋建築絕熱防水，也可用於預制聚氨酯板材;可用於製造塑料製品、耐磨合成橡膠製品、合成纖維、硬質和軟質泡沫塑料製品、膠粘劑和塗料等;用於各類木器、化工設備、電訊器材和儀表及各種運輸工具的表面塗飾。

聚氨酯樹脂(Polyurethane Resin)作為一種具有高強度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在日常生活、工農業生產、醫學等領域廣泛應用。

聚氨酯彈性體用作滾筒、傳送帶、軟管、汽車零件、鞋底、合成皮革、電線電纜和醫用人工臟器等；軟質泡沫體用於車輛、居室 、服裝的襯墊，硬質泡沫體用作隔熱 、吸音、包裝、絕緣以及低發泡合成木材，塗料用於高級車輛、傢具、木和金屬防護，水池水壩和建築防滲漏材料，以及織物塗層等。膠粘劑對金屬、玻璃、陶瓷、皮革、纖維等都有良好的粘著力。此外聚氨酯還可製成乳液、磁性材料等。

Ⅳ 水性聚氨酯脫溶蒸餾原理

水性聚氨酯的分子不是簡單的溶解在水中,而是大量的分子團聚成圓球狀膠粒漂浮在水中,通過膠粒和水含爛的親和力防止膠粒沉澱,形成穩定的聚氨酯分散體。水性聚氨酯樹脂是高分子材料的一乎老顫種，英文WaterbornePolyurethane，簡稱WPU。聚氨酯樹脂用於塗層、塗料或粘合劑，為了施工方便，通常需要大量的有機溶劑進行溶解，這些溶劑主要包含甲苯、二甲苯、二甲基甲醯胺(DMF)等，而這些溶劑往往對人的身體健康造成很大的威脅.如果用無毒的水代替有機溶劑，那麼這類聚氨酯產品將變得環保而無害。而如何使得與水不相容的聚氨酯樹脂能夠穩定地溶歲敗解在水裡，是許多水性聚氨酯研究工作者的課題。

Ⅳ 聚氨酯成型技術選題的背景和意義

首先很高興為您解答，背景和意義淺成低溫熱液脈型和角礫岩型橋鋒金礦床有關的大氣水為主的熱液系統等。近年來花崗岩ISMA成因類型的劃分研究發現，不同成因類型花崗岩產出的構造背景及在地殼中的部位不《聚氨酯合成及應用發展研究畢業論文》 聚氨酯(PU)樹脂是由異氰酸酯與多元醇反應製成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復結構單元的聚合物研究背景是指論文課題在國內外現狀、發展歷程之類的;而意義主要是指這個東西在當下還不行,就諸多不足而言禪敬還存在著研究的價值和意義,那麼論文研究背景和意義怎麼寫，您看這樣可以不敏襲晌

Ⅵ 急需一篇汽車鈑金方面的論文 大概5000字左右

汽車塗裝技術及工藝
【摘 要】當今社會汽車工業高速發展，汽車塗裝作為汽車生產與維修工藝中重要的一個環節，也在各方面快速發展。但在重視可持續發展的今天，節能環保成為塗裝工藝中一項重要指標。本文介紹了當前汽車塗裝的操作工藝和一些新技術，以及塗裝作用和汽車塗裝的材料進行了分析。

在汽車產業高速發展的21世紀里.，汽車維修行業更是備受關注。近年來，我國汽車維修企業在轎車鈑金修復和整形過程中運用的技術、工藝、材料和設備都較以前有了很大進步，但在基礎塗裝工藝方面卻還顯得有些滯後。特別是在防銹措施上方法不是很多,許多隻依賴於刷塗防銹漆。這樣往往導致在焊接處及修復結合面等部位過早銹蝕，從而降低汽車局部車身的使用壽命，甚至還會影響到整車的安全性。作為一名從事與汽車塗裝相關的人來說，他對汽車塗裝有著自己獨特的見解。從以前的純人工作業，到現在的半機械化操作以及行業今後的發展趨勢，都應有一個全面的認識。不論是從塗裝的材料方面還是技術、操作工藝、以及塗裝的作用等來講，其目的均是為了使汽車的車身外表更具有藝術性、提高它的商品價值和使用時間。下面就以我個人的觀點來說說汽車塗裝的作用、和操作工藝以及汽車塗裝的材料發展狀況。
21世紀被稱為面向環境的新世紀，減少塗裝公害、降低塗裝成本、提高塗裝質量一直是塗裝技術發展的主題。本文闡述了有關汽車塗裝技術的常識，探討了汽車油漆標准工藝流程，並提出了汽車塗裝過程中注意事項。
一、汽車塗裝作用
（1保護作用——由於汽車特殊的使用環境：風吹日曬、雨淋石擊，要求汽車有一定的防腐性能和使用壽命。
（2）裝飾作用——由於汽車不停地穿梭在公路、在城鄉，人們希望它能給生活帶來色彩斑瀾，希望汽車美觀舒適、色澤誘人。為此汽車塗裝就要進行現代化大規模集約化生產，就需要投入大量人力物力建造並管理好現代化大規模塗裝生產線
（3）特殊標識——通過給車身噴塗不同的油漆顏色，人們便可輕松的辨認出不同顏色的汽車各代表著什麼用途。比如：醫用車是以白色為主色，加上一個紅色的「十 」字元號，而消防車則是採用全紅色塗料塗裝而成。
（4）特殊作用——由於汽車的具體用途不同，所以在塗裝時要考慮這輛車是做什麼用。比如：用於運輸糧油或是牛奶的必須是要無毒的；運輸酸鹼肆伏物時，一定要防腐蝕。
二、汽車塗裝工藝
汽車塗裝工藝，一般可分為兩大部分：一是塗裝前金屬的表面處理，也叫噴塗前處理技術；二是塗裝的施工工藝。表面處理主要包括清除車輛表面的油污、塵土、銹蝕、以及進行修補作業時舊塗料層的清除等，以改善工消雹攜件的表面狀態，為下一步作業打下基礎。其前處理具體包括，根據各種不同車輛受損情況對車身板件表面進行機械加工和化學處理。如磷化、氧化和鈍化處理。
1、表面處理工藝 表面處理是防銹塗裝的重要工序之一。防銹塗裝質量拿伏的好壞與表面處理的方式和質量有著很大的聯系。據相關資料介紹說, 塗層的使用壽命受 3個方面因素影響：（a） 表面處理 , 占 60%; (b) 塗裝施工 , 占 25%; (c) 塗料本身質量 , 占 15% 。薄板沖壓件的表面處理稱一般用化學表面處理，工藝流程為 : 預脫脂→脫脂→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→中和→冷水洗→表面調整→磷化→冷水洗→熱水洗→純水洗→乾燥。
上述的薄板件前處理工藝過程也可根據薄板沖壓件的油、銹情況作適當調整 , 或不用酸洗工序 , 或不用預脫脂工序。而脫脂和磷化是化學處理工藝中的關鍵工序 , 這兩道工序直接影響工件化學處理的質量和防銹塗層的質量。在表面處理作業中，打磨這一項對最後的質量影響十分大。特別是早期的傳統作業---人工水磨，水磨後殘留在板件的水分可導致多項油漆缺陷，所以現在行業里取而代之的便是干磨作業。干磨在現在的行業中已經占據了很大的位置，因為他和傳統的水磨相比有著明顯的優勢。比如：工作效率可以提高40%--60%左右；因為干磨不會產生廢水，所以對環境的污染很明顯要比水磨的輕；員工的勞動強度也減輕了許多；車輛的返修率以及塗膜的質量等均要好於水磨。比如干磨不會由於有殘留在板件中的水分而導致漆膜起泡、長痱子、魚眼、底材生銹等缺陷。干磨工藝在現有的4S店已經得到普遍的推廣，所以干磨技術的推廣是行業發展的必然趨勢。有關工藝參數和相關輔助設備也是影響表面處理質量的不可忽視的因素。
2、面漆噴塗工藝
（1）整車修補塗裝：整車修補塗裝是汽車美容修補施工中最有代表性、最為全面的塗裝工藝。它的關鍵是要保持有濕邊，同時應盡量減少水平表面上飛漆，以防止漆霧沉積到已乾的部位而造成砂狀表面。
在整車塗裝程序中，首先噴塗車頂，然後是發動機前蓋和側面等，這樣在盡量減少水平表面上飛漆的同時總能保持「濕邊」，可以防止飛漆落到已干區域而產生砂狀表面。如果有可能，選用下吸式噴漆室較好。這時由於有氣流從車頂流向車底，霧形有所不同。
(A) 車頂的噴塗。在車頂與風擋玻璃、後窗交界處採用帶狀塗裝法進行塗裝。首先從靠近漆工的車邊緣的地方開始噴塗。盡可能保持槍與車頂表面在15~20cm左右等距，從左到右，再從右到左進行噴塗，噴成中等濕度（每層走槍都是從車頂的邊緣開始）。由於修補施工時多採用重力式或虹吸式噴槍，受噴槍杯的影響，噴槍的俯角受到一定限制（要盡可能保持垂直，不要把噴槍拿歪）。每層扇幅重疊覆蓋面為50%或65%的方法從邊緣向中心噴塗，一直噴塗到可以看見明顯柔和的光澤時為止。
(B) 發動機前蓋的噴塗。首先用粘塵抹布把表面擦拭乾凈（注意：不得採用氣槍來消除表面，以免前蓋上灰塵吹到剛剛噴過塗料的車頂上）。採用帶狀噴塗法噴塗風擋玻璃與前蓋交界處（在前蓋邊緣最好不要採用帶狀噴塗法），扇幅重疊覆蓋50%或65%。每層都從邊緣到中心進行噴塗，隨後中另外一邊，從中心開始往邊緣移動進行噴塗，每層扇幅的覆蓋約10cm。
(C) 後蓋的噴塗。用粘塵抹布擦乾凈表面，要准備足夠的塗料，避免噴塗中途塗料用完而造成色差。採用帶狀噴塗法，沿後窗玻璃的底邊噴塗一遍，兩層扇幅之間覆蓋約。隨後換到另一邊，從中心開始向邊緣移動進行噴塗。在整個噴塗過程中，50%或65%塗層要濕，走槍速度要快。每層扇幅的覆蓋約10cm。
（D）側面的噴塗。和粘塵抹布擦拭表面，備足塗料，由於汽車側面較長，需要採用分段噴塗法。在適合於漆工走槍的距離處採用帶狀噴塗法垂直向直噴塗一層，以此分隔成段。在這一段內從底部或頂部開始走兩道槍，先從左到右，再從右到左，採用一道噴塗法繼續噴塗下去。每一道槍之間扇幅覆蓋50%，直到這一段表面全部被噴塗覆蓋完畢。接著轉移到下一段，也是先採用帶狀噴塗法垂直向下噴一槍，劃出第二段。重復上述操作，噴塗第二段，如此重復直到該側面全部噴塗完畢。
（2）整板修補塗裝：汽車車身的某一部分，如前蓋、車門、後蓋等整板大面積的塗層遭到破壞時，就要進行整板修補塗裝。一般可能出現兩種情況：其一是在板面上沒有大的變形或裂痕，只需要對整塊板面進行面漆塗裝；其二就是板面被破壞，需要整修後面再安裝到車身上。前者可以在車身清洗後，塗抹封閉隔離漆，再直接噴塗面漆；後者必須在車身清洗後進行除銹、防腐塗底漆、刮膩子填補凹凸不平之處，噴塗中間漆、封閉隔離漆後，才能噴面漆。
整板修補與整車修補不同。整車修補時，面漆的顏色不作重點考慮，因為只要保持整車顏色的一致性，與客戶指定的顏色色號相符即可。而整板修補必須考慮到這塊的顏色與車身上其他部位原廠漆的色差問題，所以，在進行整板修補之前，必須將修補漆的樣板與車身上其他原廠漆的部位進行嚴格比色，待正確無誤才能正式開始塗裝。
三、汽車塗裝材料
汽車車身面漆是車輛最外層的塗層，它是車輛外觀裝飾及防腐的直接反映，一般都希望汽車塗層具有極好的光澤度。光澤的優劣除與汽車車身外形設計、車身加工的外表精度以外（如一般感覺圓弧面或凸出面的光澤較平面要好），還與選用的塗料與表面塗層的配套工藝有關。必須進行精心的塗裝設計和具備良好的塗裝環境條件，才能使表面塗層有優良的裝飾性。同時，因為汽車塗裝屬於高級保護性塗裝，所以面漆塗膜必須具有優良的耐腐蝕性、耐候性和耐崩裂性。要想得到色澤鮮艷、光亮度好、防銹能力強的油漆表面，塗料的質量是不可輕視的。
在20世紀20~30年代，汽車漆料是比較單一的品種——硝基纖維素塗料。到了20世紀50年代中期，開始使用醇酸樹脂塗料。20世紀60年代中期，熱塑性兩烯酸樹脂塗料在國外開始大量進入市場，取代硝基纖維素塗料而成為汽車修補塗料的主導產品。20世紀70年代中期，一系列雙組份塗料開始進入市場，如硝基纖維素丙烯酸異氰酸酯、丙烯酸異氰酸酯等。目前丙烯酸聚氨酯樹脂塗料、聚酯聚氨酯塗料已在國內外作為汽車修補的主導產品。由於行業的不斷發展，當今的塗料品種已是滿目琳琅，今後塗料還會有什麼樣的發展趨勢呢?
近年來，水性漆的出現使的汽車塗裝這個行業又有了一個新的發展方向。首先來說說什麼是水性漆，它有何特點呢？水性漆是以水為分散介質，以特殊水性樹脂為基料，配以高科技合成的特種助劑，採用新工藝精製而成。水性漆是塗料工業的革命性換代產品。與傳統的油性漆相比，水性漆無毒、無味、不燃燒，不用稀料稀釋，無需額外的勞保費用，是國際上公認的綠色環保產品。 作為塗裝行業里的新型產品，那麼它與油性漆比它的好處也就很明顯了：
1. 環保：水性漆為無公害產品，在生產過程中無廢渣、廢氣、廢水排放，不存在環境污染。在使用中無毒無味，無苯系物，重金屬含量大大低於國家環保限量標准，對人體無危害，是保護生態環境的新一代綠色產品。
2. 經濟：水性漆塗刷面積是一般油漆的兩倍以上；水性漆防銹漆可直接在銹層上塗刷（需去浮漆和油污）。
3. 安全：阻燃、防爆，水性漆可在常溫、常壓下進行生產、運輸、儲存和使用。
4. 快捷：水性漆漆膜乾燥速度快，在常溫下是普通油漆的1/5。
5. 方便：水性漆直接用自來水稀釋即可，施工方便、安全，施工後的工具、設備極易清洗。
綜上所述，未來的汽車塗裝在不斷地提高塗膜耐蝕性、抗石擊性及裝飾性同時，也一定朝著環保、節能的方向發展。因為干磨工藝的突出性能，我相信今後行業所用的干磨將會越來越普遍，利用干磨的優勢帶給行業的最大利益。隨著汽車市場競爭的不斷加劇和汽車製造、修理技術的日益更新，基礎塗裝工藝已經引起了汽車製造商和維修服務人員的高度重視。種類繁多、規格齊全和功能良好的塗裝材料，無疑會進一步促進維修質量的提高，促進汽車使用壽命的延長

Ⅶ 水性聚氨酯怎樣做到先親水再疏水的

1 概述

聚氨酯即由多異氰酸酯與多元醇反應而形成的以氨基甲酸酯重復的結構單元。聚氨酯樹脂具有軟硬度可調、耐磨、耐溶劑、耐低溫及與大多數材料有粘接性等特點，近年來發展相當迅速,而水性聚氨酯則兼具無毒、不易燃燒、對環境友好等優點，因而越來越受到人們的重視，開發並應用水性聚氨酯將成為今後聚氨酯工業的發展趨勢[1]。
本課題研究的是陰離子型水分散聚氨酯塗層，經該塗層處理的織物具有防水透濕的功能。

2 原理

由於聚氨酯樹脂疏水性很強，既不溶於水中，也很難分散於水中，而異氰酸酯基團與水的反應活性很大，所以直接制備水性聚氨酯很難實現。因此，要製取水性聚氨酯首先要在聚氨酯大分子鏈上引入親水基團(如羧酸基、磺酸基團)，然後再將其分散於水中，製得水分散聚氨酯[2]。為了提高水性聚氨酯塗層的性能，可在上述體系中引入封閉劑，即封閉劑與預聚體中的部分異氰酸基(－NCO)反應生成氨酯鍵，而氨酯鍵在加熱的條件下又裂解生成異氰酸酯(解封閉)，再與織物上的羥基反應生成聚氨酯[3]。這樣就增加了聚氨酯塗層與織物的結合力。

3 試驗

3.1 主要原材料
原料名稱與規格 生產單位
異氰酸酯 工業級 大連化工廠或進口
聚醚多元醇 工業級 天津化工三廠
擴鏈劑 化學純 宜興市第二化學試劑廠
親水劑 化學純 上海試劑一廠
中和劑 化學純 上海試劑一廠
丙酮 工業級 高橋化工二廠
3.2 工藝流程
3.3 制備方法
在不銹鋼反應釜中加入已經脫水處理的聚醚多元醇(異氰酸酯遇水反應生成脲，因此聚醚在使用前要作脫水處理)，在攪拌下加入異氰酸酯和催化劑，升溫至一定溫度，保溫1個小時,製得預聚體。將預聚體用丙酮稀釋，加入擴鏈劑進行擴鏈並使聚氨酯大分子鏈上引入親水基團，中和後使其成為離子體，最後加水乳化，脫去溶劑後製得水性聚氨酯塗層。

4 產品性能

產品性能見表1。
表1 鐵錨111、112、113水分散聚氨酯塗層性能

5 應用

水性聚氨酯可廣泛用作尼絲紡、真絲、棉、帆布、滌棉等織物的塗層。經塗層整理後的織物具有防水透濕、表面柔軟、富有彈性的功能。該塗料適用於做滑雪衫、風雨衣、茄克衫等服裝面料及帳篷、防油布等工業用布,也可用於混紡織物仿毛整理，是一種高檔的整理劑。

6 結果與討論

6.1 －NCO/－OH值的確定
芳香族異氰酸酯的苯環結構與擴鏈劑組成了聚氨酯大分子鏈中的硬段，使材料具有剛性和強度。大分子量的聚醚多元醇具有柔軟性，有很低的玻璃化溫度，構成了聚氨酯大分子鏈中的軟段，使材料具有柔軟性。不同的異氰酸酯與羥基比可得到不同性能的材料，如－NCO/－OH值減小，柔軟性增加；－NCO/－OH值增大，剛性增大，提高材料的剛性和牢度。此外，透濕性與－NCO/－OH值有關，－NCO含量增多，擴鏈劑中的親水基團量增大，透濕率增大;但其過多，成膜後會手感發粘。當－NCO/－OH=1/2時，分子鏈兩端以－OH結尾，聚合度最小。當－NCO/－OH=2，分子鏈兩端以－NCO結尾，同樣聚合度也是最小。當－NCO/－OH=1時，無限度聚合，反應難於控制。－NCO/－OH對塗層質量的影響見表2。
表2 －NCO/－OH對塗層質量的影響
由上表可知，－NCO/－OH比值越接近於1，分子量越大，體現在塗層的性能上是耐水壓越高，但粘度增大，不利於反應的控制。
因此，選擇合適的－NCO/－OH值，可得到既富有彈性、手感柔軟、透濕性又好的水性PU塗層。
由實驗得出，水性聚氨酯塗層－NCO/－OH值以控制在1.20～1.80之間為好。
6.2 －NCO％含量的控制
我們在實際生產中，採用了中間控制預聚體中異氰酸根百分含量(－NCO％,m/m)的方法，以穩定生產工藝。
－NCO％含量的中間控制，在整個反應過程中顯得尤為重要，它不僅關繫到整個反應能否順利進行，而且還直接影響塗層的質量。
－NCO％含量增加，膜的拉伸強度增加，延伸率下降。從結構上分析,－NCO％含量增高，硬段(異氰酸酯)增加，軟段減少，因此膜的拉伸強度增加，同時硬脆性增加，延伸率下降(見表3)。
表3 －NCO％含量對反應過程的影響
因此，－NCO％含量(m/m)一般宜控制在2.00％～2.80％。
6.3 溫度對預聚反應的影響
由於催化劑的加入，大大地增加了異氰酸酯的反應活性。如果溫度過高，將有較多的副產物產生，導致凝聚，同時過高的反應溫度會導致異氰酸酯自聚。溫度過低，則反應不完全。表4為在實驗中測得的在一定配比、一定反應時間、不同溫度下－NCO％的含量，從而反映出反應的完全程度。
表4 反應溫度對預聚體的影響
由表4可見，反應溫度低於45℃時,反應不完全。溫度高於60℃,則反應難於控制,這主要是由於溫度過高時,預聚反應發生支鏈反應和異氰酸酯產生自聚。因此溫度應控制在50～60℃。
6.4 塗布工藝對耐水壓的影響
(1)不同基布對耐水壓的影響見表5。
表5 基布對耐水壓的影響
由此可見，織物的疏密程度直接影響耐水壓，密度高耐水壓高，密度低耐水壓低。
(2)上膠量對耐水壓的影響見表6。
表6 上膠量對耐水壓的影響
註：基布為尼絲紡(S2438)T=190根/厘米2
由表6可得出，耐水壓與上膠量有關，上膠量多耐水壓高,上膠量少耐水壓低。

7 結論

(1)－NCO/－OH(－NCO％)大小與塗層的性能有關，選擇范圍為：
－NCO/－OH=1.20～1.80
(2)－NCO％含量控制可作為在生產過程中中間控制的依據。
(3)溫度對預聚反應的影響較大，溫度過高產生支鏈反應，溫度過低反應不完全。溫度宜控制在50～60℃。
(4)塗布工藝影響塗層材料的耐水壓。
同一基布：上膠量大，耐水壓高;上膠量小，耐水壓低。
不同基布、相同上膠量：基布疏，耐水壓低;基布密，耐水壓高。

Ⅷ 聚氨酯的合成

聚氨酯樹脂作為一種具有高強度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在日常生活、工農業生產、醫學等領域廣泛應用。用來制備聚醚型聚氨酯。聚合方法隨材料性質而不同。合成彈性體時先制備低分子量二元醇，再與過量芳族異氰酸酯反應，生成異氰酸酯為端基的預聚物，再同丁二醇擴鏈，得到熱塑彈性體；若用芳族二胺擴鏈並進一步交聯，得到澆鑄型彈性體。