水性聚氨酯涂料的研究进展

水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是近年来在胶粘剂领域中备受关注的一种新型材料，其具有环保、优良的性能和广泛的应用前景，因此受到了国内研究者的广泛关注和研究。

本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行综述，以期为相关研究提供参考和指导。

一、水性聚氨酯胶粘剂的基本性能水性聚氨酯胶粘剂是一种以水为分散介质的聚氨酯胶粘剂，其具有以下基本性能：1. 环保性：水性聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂，不产生挥发性有机化合物（VOCs），符合环保要求，适合现代环保意识的需求。

2. 耐候性好：水性聚氨酯胶粘剂在各种恶劣环境下的耐候性能好，具有优异的耐水性、耐油性和耐化学品腐蚀性，因此适用于一些特殊场合的使用。

3. 粘接性能优良：水性聚氨酯胶粘剂具有优异的粘接性能，不仅可以粘接多种基材，而且在低温、高湿等条件下仍能保持较好的粘接性能。

4. 施工性好：水性聚氨酯胶粘剂在施工过程中不含有毒有害物质，不产生刺激性气味，施工方便、安全。

5. 广泛的应用前景：水性聚氨酯胶粘剂可广泛应用于纺织品、皮革、木材、金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等材料的粘接，具有广阔的市场前景。

1. 水性聚氨酯胶粘剂的合成方法水性聚氨酯胶粘剂的合成方法是该领域的关键研究方向之一。

国内研究者通过改进聚氨酯的合成工艺和改良配方，逐渐实现了水性聚氨酯胶粘剂的高效合成。

研究者采用预聚体法合成了具有优异性能的水性聚氨酯胶粘剂，提高了产品的性能指标和降低了成本。

2. 水性聚氨酯胶粘剂的性能改进水性聚氨酯胶粘剂的性能改进是国内研究的重点之一。

研究者通过改变水性聚氨酯的结构和分子量、添加特定的助剂等手段，提高了水性聚氨酯胶粘剂的粘接强度、耐水性、耐热性等性能，使其更加适合各种特定的应用场合。

3. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的重要方向之一。

研究者针对不同的应用领域，如纺织品、皮革、木材、金属、塑料等材料的粘接需求，进行了一系列的应用研究。

水性聚氨酯涂料的研究进展摘要：本文概述了水性聚氨酯涂料的制备方法主要介绍了水性聚氨酯的种类和各自所具有的优点。

简单的描述了当今社会该涂料的应用领域。

最后根据研究现状，指出水性聚氨酯涂料具有广阔的市场前景。

关键字：水性聚氨酯涂料；制备方法；单组分水性聚氨酯涂料；双组分聚氨酯涂料；应用领域；发展前景Research progress of Waterborne Polyurethane CoatingsAbstract: This paper provides an overview of the preparation of waterborne polyurethane paint method mainly introduces water-borne polyurethane types and advantages. A simple description of the current society the coating application. According to the research present situation, pointed out that the waterborne polyurethane coatings has broad market prospectsKeywords: waterborne polyurethane coating; preparation method; single component waterborne polyurethane coating; polyurethane coating; application; development prospects0 引言聚氨酯（PU）涂料是20世纪60年代发展起来的高档耐用的合成树脂涂料，具有优良的附着力、耐化学品、装饰性和耐磨性能，广泛应用于木器家具漆、地板漆、汽车修补漆、防腐涂料和特种涂料。

水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型、无毒、无味、无挥发有机物的新型胶粘剂，随着人们对环境保护意识的不断提高和对产品质量要求的不断提升，水性聚氨酯胶粘剂得到了广泛的应用。

本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行分析与总结，以期能够更好地推动该领域的发展。

一、水性聚氨酯胶粘剂的概述水性聚氨酯胶粘剂是以聚氨酯为主要基料，与水为溶剂，再加入一定的添加剂制成的一种新型环保型粘接材料。

与传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂具有不易燃、成本低、环保性好等优点，已广泛应用于汽车、家具、包装、建筑等领域。

二、水性聚氨酯胶粘剂的国内研究现状1. 水性聚氨酯胶粘剂的材料研究在水性聚氨酯胶粘剂的研究中，材料的选择是一个至关重要的环节。

国内研究者通过优化聚氨酯树脂的种类和结构，改进交联剂的配方，提高了水性聚氨酯胶粘剂的性能，使其具有更好的粘接性和机械性能。

2. 水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺研究水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺对产品质量具有重要影响。

国内研究者通过改良反应条件和生产工艺，优化了水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺，提高了产品的稳定性和性能。

4. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的一个重要方向。

国内研究者通过开发新的应用领域和优化应用工艺，推动了水性聚氨酯胶粘剂在汽车、家具、包装、建筑等领域的应用。

三、水性聚氨酯胶粘剂国内研究的发展趋势1. 环保性更高随着环保意识的提高，水性聚氨酯胶粘剂的研究将更加注重其环保性能，包括减少挥发有机物（VOC）排放、降低对环境的影响等方面。

2. 功能性更好水性聚氨酯胶粘剂的功能性将成为其研究的重点方向，包括提高粘接强度、耐高温性能、耐候性能等方面，以满足不同领域的需求。

3. 多样化应用水性聚氨酯胶粘剂将会在国内更多的领域得到应用，包括电子、航空航天、轨道交通等高新技术领域。

4. 自主创新能力水性聚氨酯胶粘剂国内研究将更加注重自主创新，提高自主研发能力，加强自主品牌建设，推动中国水性聚氨酯胶粘剂产业的发展。

水性聚氨酯研究报告引言水性聚氨酯（waterborne polyurethane，简称WPU）是一类具有良好环保性能的高分子材料，在涂料、胶黏剂、弹性体等领域具有广泛的应用。

本报告旨在介绍水性聚氨酯的研究进展、制备方法、特性以及应用前景，促进对水性聚氨酯的进一步研究和开发。

1. 水性聚氨酯的制备方法水性聚氨酯的制备方法主要包括亲水基团引入法、无溶剂法和乳液聚合法等。

其中，乳液聚合法是目前较为常用的方法，具体流程如下： 1. 选择合适的聚醚多元醇和二元异氰酸酯作为主要原料。

2. 在适当的温度和条件下，将聚醚多元醇和二元异氰酸酯进行预聚合反应，形成醇胺预聚体。

3. 将醇胺预聚体与水相稳定体系（包括乳化剂和乳化助剂）进行乳化，得到水性聚氨酯乳液。

4. 进行乳液的脱溶剂化，其中常用的方法有真空蒸馏法、半透膜脱溶法等。

2. 水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著特性： - 环保性：相对于传统的溶剂型聚氨酯，水性聚氨酯具有低挥发性，减少了有机溶剂的使用，符合环保要求。

- 优异的物理性能：水性聚氨酯具有良好的柔韧性、强度和耐候性等物理性能。

- 良好的附着力：水性聚氨酯能够与不同类型的基材形成牢固的结合，提供优异的附着力。

- 调控性能：水性聚氨酯可以通过调整主链结构、交联机理和配方等方式，实现对其性能的调控。

3. 水性聚氨酯在涂料领域的应用水性聚氨酯在涂料领域具有广泛的应用前景，主要体现在以下几个方面： 1. 家具涂料：水性聚氨酯具有优良的耐刮擦性、耐磨损性和耐化学药品腐蚀性，适用于家具表面的涂装。

2. 木器涂料：水性聚氨酯可用于室内外木器的装饰和保护，具有优异的抗紫外线性能和耐候性能。

3. 金属涂料：水性聚氨酯具有优异的耐蚀性和防锈性能，适用于金属表面的防腐涂料。

4. 汽车涂料：水性聚氨酯可以作为汽车涂料的基材，具有良好的附着力、耐候性和耐化学腐蚀性。

4. 水性聚氨酯在胶黏剂领域的应用水性聚氨酯在胶黏剂领域也具有广泛的应用前景，如下所示： 1. 木工胶：水性聚氨酯胶黏剂用于木工胶可以提供优良的粘接强度和耐候性。

水性聚氨酯涂料的发展现状聚氨酯是氨基甲酸酯树脂的简称，其分子中含有特征单元结构氨基甲酸酯（-NH-CO-）。

聚氨酯应用十分广泛，作为涂料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点。

水性聚氨酯（PU）是水性涂料中很有发展潜力的一种，在很多领域都得到了广泛的应用，它包括单组分聚氨酯涂料和双组分聚氨酯涂料两种，是以水为介质的二元胶态体系，不仅具有无毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可靠、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点；同时还具有溶剂型聚氨酯的一些重要的性能特征，使得它在织物、皮革涂饰及粘合剂等许多领域得到了广泛的应用。

单组分水乳型聚氨酯的特征在于很高的断裂伸长率（达到800%以上）和较高的抗拉伸强度（达20MPa左右），但因其具有线型结构，分子中含有亲水基团，其耐水性、耐溶剂性较差，应用受到了限制.水性双组分聚氨酯涂料的应用领域基本上与溶剂型涂料相当，既可用于热敏材料（如木材、塑料）和不能烘烤的大型物件，也可用于诸如汽车类的烘烤物件.通过对报道的实验数据进行对比，表明，水性双组分聚氨酯涂料除了干燥时间稍长和适用期稍短外，涂膜的装饰性、机械性能、耐化学性和耐候性均可与溶剂型双组分PUR涂料相媲美。

1.4 水性聚氨酯涂料的合成水性聚氨酷的制备方法通常可分为外乳化法和内乳化法两种.外乳化法是指采用外加乳化剂，在强剪切力作用下强制性地将聚氨酯粒子分散于水中的方法，但因该法存在乳化剂用量大、反应时间长以及乳液颗粒粗、最终得到的产品质量差、胶层物理机械性能不好等缺点，因而目前生产基本不用该法[2]内乳化法又称自乳化法，是指在聚氨酯分子结构中引人亲水基团无需乳化剂即可使自身分散成乳液的方法，因此成为目前水性聚氨酷生产和研究采用的主要方法.内乳化法又可分为丙酮法、预聚体混合法、熔融分散法、酮亚胺/酮联氮法、保护端基乳化法（数据来源：五泰信息咨询 市场调研报告)（市场调研报告)（数据来源： )。

第２３卷第１０期化工时刊Ｖ０１．２３，Ｎｏ．１０２００９年１０月ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔⅣＴｉｍｅｓＯｃｔ．１０．２００９—●－———●＿＿—＿＿—＿————＿—●—＿＿—＿—●—●—●—＿●●—＿＿＿——●—●＿—●－Ｉ—＿——＿——＿——－—＿●———＿－—●＿＿—●＿——＿＿＿—＿————●＿●●●＿—●＿－—＿●—＿——●＿＿●——＿＿＿＿●＿＿—＿●——－＿—●ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—１５４Ｘ．２００９．１０．０１７功能性水性聚氨酯涂料的研究进展尚倩倩刘虎肖国民（东南大学化学化工学院，江苏南京２１１１８９）摘要水性聚氨酯由于其优异的性能在涂料领域得到了广泛研究和应用。

综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和应用，介绍了防腐蚀水性聚氨酯涂料、防水水性聚氨酯涂料、防霉杀菌水性聚氨酯涂料、阻燃水性聚氨酯涂料、抗涂鸦水性聚氨酯涂料等功能性水性聚氨酯涂料的特点和研究进展，并指出了功能性水性聚氨酯涂料的热点研究方向。

关键词水性聚氨酯涂料功能性涂料进展ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＷａｔｅｒ・－・ｂｏｒｎｅＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＣｏａｔｉｎｇｓＳｈａｎｇＱｉａｎｑｉａｎＬｉｕＨｕＸｉａｏＧｕｏｍｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉａｎｇｓｕＮａｎｊｉｎｇ２１１１８９）ＡｂｓｔｒａｃｔＷａｔｅｒ—ｂｏｍｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ（ＷＰＵ）ｗｉｔｈｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｈａｓｂｅｅｎｂｒｏａｄｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｃｏａｔｉｎｇ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｎａｒｒａｔｅｓｔｈｅｍａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｗａｔｅｒ—ｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｃｏａｔｉｎｇｓ．ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆａｎｆｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅＷＰＵｃｏａｔｉｎｇ，ｗａｔｅｒ—ｐｒｏｏｆＷＰＵｃｏａｔｉｎｇ，ａｎｔｉｍｉｅｒｏｂｉａｌＷＰＵｃｏａｔｉｎｇ．ｆｌａｍｅ—ｒｅｔａｒｄａｎｔⅥＴＵｃｏａｔｉｎｇａｎｄａｎｔｉ—ｇｒａｆｆｉｔｉＷＰＵｃｏａｔｉｎｇａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＷＰＵｃｏａｔｉｎｇｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｗａｔｅｒ—－ｂｏｒｎｅＰＵｃｏａｔｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｏａｔｉｎｇｐｒｏｇｒｅｓｓ聚氨酯（ＰＵ）是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物，分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键（一ＮＨＣＯＯ一）外，还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。

技术进展　Technology Progre ss水性聚氨酯研究进展　颜　俊　涂伟萍　杨卓如　陈焕钦(华南理工大学化工学院,广州,510640)提　要　介绍了国内外水性聚氨酯研究的进展。

关键词　水性聚氨酯,粘合剂,涂料 聚氨酯即聚氨基甲酸酯(PU),它是分子结构中含有重复的氨基甲酸酯基(—NHC OO—)的高分子聚合物的总称。

自从1937年德国Bayer教授首次合成聚氨酯以来,聚氨酯以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点逐渐被人们所认识。

因而,基于聚氨酯弹性体的发泡材料、涂料、胶粘剂用途越来越广。

聚氨酯的发展大致可分为两个阶段。

第一阶段主要以溶剂型聚氨酯为主;第二阶段是水性聚氨酯迅速发展的阶段。

水性聚氨酯迅速发展的原因是多方面的。

首先,有机溶剂易燃易爆,挥发性大,气味大,甚至有毒有害。

所以,从安全角度,从减少大气污染和保护人民身体健康角度看,水性涂料的发展是必然的。

从成本和资源角度看,也应该发展水性涂料替代溶剂型涂料。

1　国外水性聚氨酯的发展方向早期的水性聚氨酯是单组分、线性的,在涂膜干燥后亲水性基团不减少,干燥形成的涂膜遇水易溶胀,耐溶剂性和耐热性也不好,降低了其使用性能。

为了提高水性聚氨酯涂膜的耐水性、耐热性,各国研究人员进行了大量的研究工作。

1.1　双组分水性聚氨酯20世纪90年代开发了双组分水性聚氨酯。

制备双组分水性聚氨酯有几种方法。

其一是利用含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物制取双组分水性聚氨酯[1]。

但是,含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物的制备价格昂贵。

其二是用亲水的聚醚与多异氰酸酯发生部分反应制取亲水性好的多异氰酸酯组分以加强甲、乙组分的相容性[2～4]。

但是,用亲水的聚醚改性多异氰酸酯增加了成本,而且亲水聚醚会引入涂膜耐水性变差的问题。

当然也可用高速剪切混合来加强两组分的相容性,但是能耗和设备费却增加了。

美国ARC O化学技术公司开发了一种新技术并于1999年9月获得专利[5],新技术的核心是使用含重复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇的水分散聚合物。

水性聚氨酯应用与技术进展水性聚氨酯是聚氨酯溶解或分散于水中形成的二元胶态体系，经历6 0 多年的发展，水性聚氨酯制备技术已日趋完善。

而近年来，随着溶剂价格的不断飙升，加之人们对环保的关注和各国对挥发性有机化合物及有毒物的限制日趋严格，更使以水为介质的高环保、低消耗的水性聚氨酯日益得到重视，成为市场追逐热点，对水性聚氨酯技术的研究和应用的开发也进入一个重要时期，目前正朝着多品种、多功能、低消耗、优品质等方向发展。

随着水性技术的不断进步，水性聚氨酯的应用领域随之逐步扩大，目前主要集中在皮革、织物整理、涂料、胶粘剂等领域。

1.皮革(1)皮革涂饰剂水性聚氨酯皮革涂饰剂是国内最早研究的水性聚氨酯树脂，到目前为止也是产量最大的品种。

水性聚氨酯作为皮革用涂饰剂，可与溶剂型聚氨酯相媲美，并可减少公害。

用聚氨酯乳液涂饰后的皮革，具有光亮、丰满、手感好、耐磨、不易断裂等优点，克服了聚丙烯酸类树脂涂饰剂热粘冷脆的缺点，因而聚氨酯乳液常用于生产高档皮革制品。

根据皮革行业新的需求，已研究开发出防尘耐污型皮革涂饰剂：氟改性的水性聚氨酯树脂在皮革和涂料耐污防尘方面性能都有显著提高，应用前景十分广泛。

(2)人造革树脂水性聚氨酯作为人造革浆料目前是最热门的聚氨酯材料发展领域之一。

水性聚氨酯合成革树脂具有无毒、无污染、施工方便、安全等特点，是溶剂型合成革聚氨酯树脂的主要替代品。

由于具有良好的成膜性能，水性聚氨酯合成革树脂适用于合成革、移膜革、超纤材料等的喷涂或滚涂面层加工，可直接涂布，也可转移法施工。

各种不同模量以及不同特性的树脂产品可以满足不同制品的要求，制成品具有高强度、高弹性、耐寒、耐弯折、耐剥离、耐紫外线、耐水解、耐湿热、耐溶剂以及手感良好等特点。

水性聚氨酯树脂在鞋革上的应用最大的问题是耐折问题。

在应用上具体表现在合成很软的水性聚氨酯树脂时成膜会发粘：合成硬的水性聚氨酯树脂延伸率低，耐弯折性差。

国内水性聚氨酯人造革树脂的研究主要是提高分子链段的规整性，使弹性好(如采用TDI和MDI混合的异氰酸酯，采用提高链的规整性的二元醇) 用硅氧烷改性水性聚氨酯和丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂以解决软粘的问题。

水性聚氨酯涂料技术研究进展水性聚氨酯涂料是一种环境友好型涂料，具有优异的性能和广泛的应用前景。

随着人们环保意识的不断提高，水性聚氨酯涂料的研究和应用愈加受到。

本文将综述水性聚氨酯涂料的背景、研究现状、研究方法、研究结果、结论与展望以及水性聚氨酯防腐涂料的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时人们开始环保和健康，推动了水性涂料的研究和开发。

随着技术的不断发展，水性聚氨酯防腐涂料的应用范围越来越广泛，涉及到石油、化工、冶金、汽车、船舶、桥梁等领域。

目前，国内外对于水性聚氨酯防腐涂料的研究主要集中在配方设计、工艺流程、原料选择、质量控制等方面。

在配方设计方面，水性聚氨酯防腐涂料的成膜物质以聚氨酯为主，同时还需要加入各种功能助剂和填料，以改善涂料的性能。

在工艺流程方面，水性聚氨酯防腐涂料的制备主要涉及混合、搅拌、研磨、过滤等步骤。

在原料选择方面，需要选择低毒性、高性能的原料，以确保涂料的安全性和稳定性。

在质量控制方面，需要对涂料的成分、性能和稳定性进行严格把控，确保产品的质量。

目前，水性聚氨酯防腐涂料已经取得了显著的研究成果。

涂层的防腐性能、物理机械性能、耐化学试剂性能等指标均得到了显著提升。

水性聚氨酯防腐涂料还具有很好的耐磨性、耐候性和抗紫外线性能，可以在各种恶劣环境下使用。

展望未来，水性聚氨酯防腐涂料在工业防腐、海洋防腐、交通防腐等领域的应用前景十分广阔。

在工业防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于石油、化工、冶金等行业的设备防腐，提高设备的耐久性和安全性。

在海洋防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于船舶、码头、海上平台等设施的防腐蚀保护，提高海洋工程的安全性和可靠性。

在交通防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于汽车、火车、飞机等交通工具的防腐保护，提高交通工具的使用寿命和安全性。

水性聚氨酯防腐涂料的研究和应用进展顺利，已经得到了广泛应用。

未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，水性聚氨酯防腐涂料将会发挥更大的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。