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水性聚氨酯涂料

来源：聚科化工时间：2017-12-21

水性聚氨酯涂料是以水代替有机溶剂作分散介质的新型聚氨酯涂料体系。从 1942年 Sh lack首次成功地制备了阳离子型水性聚氨酯,到上世纪 70年代水性聚氨酯开始工业化生产,发展到现在,全世界水性聚氨酯树酯估计年产量为 5~ 6万 t 。虽然水性聚氨酯涂料在某些性能如耐水性、耐溶剂性方面,与溶剂型聚氨酯涂料还存在一定差距,但其具有无污染、安全可靠、机械性能优良。与颜料染料的相溶性好、且不易损伤被涂面、易于改性等优点,如今已在皮革涂饰、纸张涂层、钢材防腐、纤维处理等许多领域逐步代替溶剂型聚氨酯涂料。
水性聚氨酯的基本合成反应与一般聚氨酯一样, 是一些单体中含有亲水基团, 合成可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合, 即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液逐步聚合,生成分子量为 103量级的水性聚氨酯预聚体; 第二阶段为中和后预聚体在水中的分散。水性聚氨酯涂料的基本合成方法有丙酮法、预聚体分散法和熔融分散法等。
聚氨酯水性化方法主要是使用乳化剂或者在聚合物主链上引入亲水基团,如羧基、磺酸基等阴离子基团, 羟基醚键、聚氧乙烯链等非离子基团。通过扩链剂类型、结构及用量、制备方法和聚合物分子量的不同来改变聚氨酯分子的骨架结构, 制得乳液或水分散性的各种水性聚氨酯产品。
根据聚氨酯水性化方法的不同,可以分为外乳化法和内乳化法。由于外乳化法制得的聚氨酯分散液极其粗糙,且很不稳定,现在主要采用内乳化法。此法不加乳化剂,而是在聚氨酯大分子链上引入亲水基团,使聚氨酯分子具有一定的亲水性,在搅拌下自乳化而成乳液。这些亲水基团都能与水起作用,形成氢键或者直接生成水合离子使聚氨酯溶于水。自乳化法制备的乳液粒径小,稳定性好。

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