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水性聚氨酯材料水性聚氨酯（PU）材料是一种新型环保材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
它是一种以水为分散介质的聚氨酯树脂，与传统的有机溶剂型聚氨酯相比，具有无毒、无味、无污染、易于操作等优点，被广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体、合成革、纺织品涂层等领域。
首先，水性聚氨酯材料在涂料领域具有独特的优势。
传统的有机溶剂型聚氨酯涂料在施工过程中会释放出大量的有机溶剂，对环境和人体健康造成危害。
而水性聚氨酯涂料采用水作为分散介质，不含有机溶剂，具有低VOC（挥发性有机化合物）排放、低气味、低污染的特点，符合现代人们对环保和健康的需求。
此外，水性聚氨酯涂料还具有良好的附着力、耐候性和耐化学性，能够在金属、塑料、木材等多种基材上形成坚固、耐久的保护膜，广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。
其次，水性聚氨酯材料在胶粘剂领域也有着重要的应用。
由于其优异的粘接性能、耐化学性和耐候性，水性聚氨酯胶粘剂被广泛应用于纺织品、鞋材、包装材料等行业。
与传统的有机溶剂型胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂，具有低气味、低污染的特点，符合国家对环保产品的要求。
而且，水性聚氨酯胶粘剂还具有优异的粘接性能，能够在不同材料之间形成牢固的结合，提高产品的质量和使用寿命。
此外，水性聚氨酯材料还在弹性体、合成革、纺织品涂层等领域有着广泛的应用。
它可以用于制备高弹性的弹性体制品，具有良好的柔韧性和耐磨性，被广泛应用于鞋底、汽车减震器、运动器材等领域。
同时，水性聚氨酯材料还可以用于制备合成革，具有质地均匀、手感舒适、耐磨耐刮的特点，被广泛应用于家具、汽车内饰、箱包等领域。
此外，水性聚氨酯涂料还可以用于纺织品涂层，提高纺织品的耐水性、耐洗性和耐磨性。
总之，水性聚氨酯材料具有优异的性能和广泛的应用前景，在涂料、胶粘剂、弹性体、合成革、纺织品涂层等领域都有着重要的应用。
随着人们对环保和健康的要求不断提高，水性聚氨酯材料将会在更多领域得到应用和推广，成为未来发展的重要方向。
水性聚氨酯合成、改性及应用前景摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。
本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。
关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。
水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。
如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。
一、水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。
目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。
自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。
丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。
反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。
反应的整个过程中，关键的是加入丙酮等溶剂以达到降低体系粘度的目的。
由于丙酮对PU 的合成反应表现为惰性，与水可混溶且沸点低，因此在此法中多用丙酮作溶剂，故名“丙酮法”。
聚氨酯的应用及特点聚氨酯是一种具有多种特性和广泛应用的聚合物材料。
以下是聚氨酯的应用及特点的详细阐述：1. 聚氨酯的应用：聚氨酯被广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车、航空航天、电子、医疗和家具等。
它可以制成不同形式的产品，如涂料、粘合剂、绝缘材料、填充材料、弹性体和薄膜等。
- 建筑领域应用：聚氨酯泡沫可以用作隔热保温材料，应用于墙壁、屋顶、地板等，提高建筑物的能效性能。
同时，聚氨酯也用于生产结构材料，如聚氨酯涂层板和玻璃纤维增强聚氨酯板等。
- 汽车领域应用：聚氨酯被用于制造汽车座椅和内饰部件，如方向盘、护板和仪表台等。
它具有良好的弹性和耐磨性，能够提供乘坐的舒适性和安全性。
- 航空航天领域应用：由于聚氨酯具有轻巧、高强度和耐化学腐蚀性等特点，因此在航空航天领域有广泛的应用。
聚氨酯可能被使用于飞机机身、机翼和发动机零件的制造。
- 电子领域应用：在电子产品中，聚氨酯可以作为电路板的粘合剂，提供绝缘性能。
它还可以用于制造电缆护套、电子设备外壳和塑料配件等。
- 医疗领域应用：聚氨酯被广泛应用于医疗器械和人工器官的制造。
它具有生物相容性和耐用性，可以制成人工心脏瓣膜、支架和假肢等。
- 家具领域应用：聚氨酯被用于制造家具的填充材料，如坐垫、床垫和沙发垫等。
它具有良好的弹性和耐久性，可以提供舒适的坐姿。
2. 聚氨酯的特点：聚氨酯具有多种特点，使其在各个领域得到广泛应用。
- 弹性和耐磨性：聚氨酯具有良好的弹性和耐磨性，可以承受较大的压力和拉伸力。
这使得聚氨酯适用于需要耐用和长寿命的应用，如汽车座椅和工业零件等。
- 耐化学腐蚀性：聚氨酯对许多化学品和溶剂具有良好的耐腐蚀性。
这使得聚氨酯在需要抵抗化学腐蚀的环境中得到广泛应用，如化工和石油行业。
- 轻巧：与其他材料相比，聚氨酯具有较低的密度，使其成为一种轻巧的材料。
这使得它在航空航天等领域中可以减轻重量，提高能效。
- 绝缘性能：聚氨酯具有良好的电绝缘性能，可以提供电气设备的保护。
水性聚氨酯特点水性聚氨酯的用途聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑胶”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。
聚氨酯中有水性聚氨酯和油性聚氨酯，今天我们就来给大家说说这二者之间的区别。
水性聚氨酯用途又是什么呢?水性聚氨酯特点是什么呢?水性聚氨酯胶粘剂特点水性聚氨酯胶粘剂除了保持聚氨酯的优点外，与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，还有其独特之处。
1、以水为介质，无毒不燃，无公害、无危险，气味小，不污染环境，节省能源，适用于易被有机溶剂侵蚀的基材。
2、粘度较低，且可用水溶性增稠剂和水进行调节，操作方便，残胶易于清理。
3、可与多种水性树脂混合，利于改进性能和降低成本，但要注意离子性质和酸碱性，以防凝聚。
4、含有羧基、羟基等基团，在适宜条件下可参与反应，产生交联，提高性能。
5、对非极性基材的湿润性差。
6、干燥速度慢，初始粘性低，并且耐水性不佳。
水性聚氨酯用途在人类环保意识日益重视的今天，对以水为介质的聚氨酯乳液的发展越来越来越受到重视，因为以水为溶剂，无毒、无污染的，并且价格低廉。
按聚氨酯在水中的分散体系可分为两类：利用可溶于水的聚氨酯聚合物，在水中溶解、分散，调节成一定浓度的水分散液，称为水溶性聚氨酯;对不溶于水的聚氨酯聚合物，可以添加适当的表面活性剂使其乳化，并以均匀分散而稳定的微粒形式分散在水介质中，该体系称为乳液型聚氨酯。
后者按微粒的大小可分为胶体分散型和乳液型。
水性聚氨酯因其特有的优良特性，已经广泛应用于制革、纺织、涂料、印刷、和建筑业，并随着人们的逐渐研究开发，逐渐向其他应用领域渗透。
胶粘剂：木材工业是聚氨酯乳液胶粘剂的主要应用领域。
传统的木材工业用胶一般为脲醛树脂、酚醛树脂及三聚氰氨缩甲醛树脂。
这些胶粘剂在操作过程中容易产生甲醛，污染环境。
而聚氨酯乳液则可以克服这些缺点，而在耐水解、耐热性上由于聚醋酸乙烯酯，应用于层压板、泡花板的制造等。
涂料：涂料是聚氨酯乳液的一大应用领域，可以用作家具漆、电泳漆、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等。
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用0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(-NHCOO-)外,还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。
聚氨酯被誉为性能最优异的树脂,以其制得的涂料具有许多优异的性能,如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。
但是,传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂,对人类健康和环境造成危害。
此外,双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。
因此,随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视.水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。
水性聚氨酯涂料,不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工方便、易于清理等优点,还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能[3],因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。
为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。
本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。
水性聚氨酯的用途汇总一、轻纺（纺织方面）：水性聚氯酯能赋于织物柔软而丰满的手感和皮感调节聚氯酯高分子结构还可用于织物的防水、防油、防污、防起毛起球等整理改善纺织品的抗溶剂性、耐磨性、耐洗性、防皱、防缩、耐压烫1、织物表面涂层剂织物涂层是指在织物(基布,通常是中长纤维布,帆布,尼龙绸涤纶等)表面涂一层具有高附着力的高聚物,成膜后经后处理加工.得到不同要求的功能性涂层织物.水性聚氨酯无毒无环境污染.是推荐使用的高档织物涂层剂.具有很好的发展前景,广泛用于尼丝纺,真丝棉,帆布,涤棉等织物.经涂层整理后的织物具有防水透湿,表面柔软,富有弹性的功能.为了提高水性聚氨酯涂层的性能,可在制备过程加入封闭剂,使封闭剂与预聚体中的部分异氰酸酯基反应生成氨酯键而氨酯键在加热的条件下又裂解生成异氰酸酯(解封闭) 再与织物上的羟基反应生成聚氨酯.这样就增加了聚氨酯涂层与织物的结合力.2、羊毛织物防缩整理剂树脂整理是目前国外常用的羊毛防缩加工方法与氧化法相比基本上对羊毛没有损伤,处理比较均匀,操作易控制.3、抗静电整理剂大多数化纤织物摩擦后会产生负电荷,因而需采用抗静电剂进行整理.抗静电剂是一类重要的织物后整理助剂.阳离子表面活性剂对合成纤维来说,是效果较好的抗静电剂,但是在工业中应用的此类抗静电剂存在着耐洗牢度不够,染色织物容易变色,摩擦牢度低的缺点.而水性聚氨酯尤其是含离子型水性聚氨酯,是良好的织物整理剂不仅具有很好的抗静电效果,而且与织物黏附性好耐洗涤.4、抗起毛起球整理剂纯棉针织物经过煮漂,染色,整理等加工,其表面会产生许多绒毛,加之静电作用,穿着一段时间后织物表面会起毛起球,影响美观和舒适感.对织物进行树脂整理可以提高织物抗起毛起球性能并可以改善织物防皱,抗静电等性能.聚氨酯是一种无甲醛整理剂能在织物表面形成强韧的薄膜,且耐低温,耐脆化,耐摩擦,拉伸强度高,弹性好并有一定亲和性.织物处理后可改善纤维间的粘结力,减少纱线毛羽,减少静电,有利于抗起毛起球.5、其它功能性整理剂水性聚氨酯本身就是一种优良的无醛织物整理剂.有研究结果表明,若将对其进行改性,或与其它物质结合,然后对织物进行整理,将会获得意想不到的效果.二、印染方面：1、染色助剂2、涂料印花粘接剂3、柔软与防皱整理剂4、抗静电和亲水整理剂三、皮革加工方面：1、皮革涂饰剂：高档光亮剂、漆皮用光亮剂、防尘耐污型皮革涂饰剂、抗粘连性。
水性聚氨酯的主要用途水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WPU）是一种以水作为离子液体的分散剂，将聚氨酯颗粒分散于水介质中的乳液。
它由两个主要组分组成，一是聚异氰酸酯（Polyisocyanate），二是聚醚或聚酯，这两种物质通过反应生成聚合物。
水性聚氨酯具有延展性好、光泽度高、耐光性好等优点，并且在适当的情况下也具有高强度和耐磨性。
它在各个领域有广泛的应用，以下是水性聚氨酯的主要用途：1. 涂料和油漆：水性聚氨酯在涂料和油漆行业中被广泛使用。
它可以用于室内和室外的木材、金属、塑料等基材的涂装，其具有良好的耐久性和抗磨损性。
它在汽车修复、家具制造、建筑装修等领域发挥着重要作用。
2. 胶水和粘合剂：水性聚氨酯可以用作胶水和粘合剂，用于粘接各种材料，如木材、纸张、皮革、橡胶、布料等。
这种胶水具有良好的粘接性能和强度，广泛用于家具制造、制鞋业、包装业等。
3. 印刷和涂层：水性聚氨酯可以用于印刷油墨和涂层材料。
它可以提供光滑均匀的涂层，并具有优异的耐磨性和耐化学品腐蚀性。
这些特性使得水性聚氨酯成为印刷、包装、纺织印染等行业的理想选择。
4. 皮革和纺织品：水性聚氨酯可用于制作人造革和涂层纺织品。
它可以提供良好的弹性和耐用性，使得人造革更接近天然皮革。
水性聚氨酯涂层还可以在纺织品上形成一层薄膜，提供较好的防水性和耐磨性。
5. 包装材料：水性聚氨酯可以用于食品和药品包装材料的涂层。
它具有良好的耐油脂和耐化学品腐蚀性，可以保护包装材料不受外界环境的影响，并延长产品的保持期限。
6. 粘土和泡沫：水性聚氨酯可以用于制作粘土和泡沫材料。
它可以增加粘土的强度和耐久性，并提供泡沫的柔软性和弹性。
这些材料广泛应用于艺术和手工制作。
7. 医疗器械：水性聚氨酯可以用于制作医疗器械和医用材料。
它可以提供柔软的表面和良好的生物相容性，适用于手术器械、医用胶带和伤口敷料等。
总结来说，水性聚氨酯作为一种环保、高性能的材料，在各个领域都有广泛应用。
水性聚氨酯固化剂用途水性聚氨酯固化剂是一种常用的水性涂料添加剂，具有广泛的用途。
首先，水性聚氨酯固化剂可以用于水性涂料的固化。
水性涂料是一种环境友好型涂料，由于其良好的可溶性和低挥发性，减少了有机溶剂的使用，对环境污染较小。
然而，水性涂料的耐化学性和耐磨性相对较差。
水性聚氨酯固化剂具有较高的耐化学性和耐磨性，可以增加水性涂料的硬度和耐久性，提高涂膜的表面光泽和抗腐蚀性能。
其次，水性聚氨酯固化剂还可以用于水性胶粘剂的固化。
水性胶粘剂是一种无机胶粘剂，由于其低污染、低味道、安全环保等特点，被广泛应用于纸张、木材、纺织品和家具等领域。
然而，水性胶粘剂的干燥速度较慢，附着力和抗水性也较差。
水性聚氨酯固化剂可以作为水性胶粘剂的交联剂，通过与水性胶粘剂中的氢键反应，提高胶粘剂的附着力和抗水性能。
此外，水性聚氨酯固化剂还可用于水性封闭剂的固化。
水性封闭剂是一种用于保护地面、墙面和混凝土结构的涂料，具有良好的耐侯性和耐久性。
然而，水性封闭剂的耐化学性和硬度相对较低，容易受到化学物质的腐蚀和磨损。
水性聚氨酯固化剂可以与水性封闭剂中的羧基反应，形成交联结构，提高封闭剂的耐化学性和耐磨性。
此外，水性聚氨酯固化剂还可以用于水性印刷油墨的固化。
水性印刷油墨是一种用于纸张、纺织品和塑料等材料的印刷油墨，具有快干、色彩鲜艳、精度高等特点，广泛用于印刷和包装行业。
然而，水性印刷油墨的耐磨性和附着力相对较差，容易脱落。
水性聚氨酯固化剂可以与水性印刷油墨中的双键反应，形成交联结构，提高油墨的硬度和耐磨性。
最后，水性聚氨酯固化剂还可以广泛应用于其他涂料、胶粘剂和封闭剂等领域。
例如，在电子领域，水性聚氨酯固化剂可以用于电子胶水的固化，提高胶粘剂的密封性能；在汽车领域，水性聚氨酯固化剂可以用于汽车涂料的固化，提高车漆的耐久性和耐刮伤性能；在建筑领域，水性聚氨酯固化剂可以用于室内地板涂装的固化，提高地板的耐磨性和耐腐蚀性能。
总之，水性聚氨酯固化剂具有广泛的应用领域，包括水性涂料、水性胶粘剂、水性封闭剂、水性印刷油墨以及其他涂料、胶粘剂和封闭剂等。
1.1 水性聚氨酯
聚氨酯(PU)是聚合物分子链内含有相当数量的氨基甲酸酯单元(-NH-COO-)的高分子化合物。
根据分散体系的不同分为溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯[1, 2]。
相对而言,溶剂型聚氨酯的研究更早,更深入,应用也更普遍,但是由于溶剂型聚氨酯在合成过程中使用大量有机溶剂，在制备、储存、运输、使用过程中，不仅存在严重的安全隐患，还由于有机挥发物的排放，污染环境。
随着当今社会环保意识日益增强，人们日常生活中对各种建筑、涂料、染整、纺织、皮革等方面的环保要求也逐渐提高，因此，水性聚氨酯也广泛的渗透到社会的方方面面。
聚氨酯水乳液广泛应用于涂料、纺织、印刷、印染、造纸、皮革涂饰等行业，且使用领域还在不断扩大[3-4]。
水性聚氨酯的发展概况。
水性聚氨酯是指聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯，有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯。
依其外观和粒径将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液(粒径小于0.001微米，外观透明)、聚氨酯分散液(粒径在0.001-0.1微米，外观半透明)，聚氨酯乳液(粒径大于0.1微米，外观白浊)。
但习惯上后两类有时又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，区分并不严格。
实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。
然而，当前水性聚氨酯分散体的合成时通常采用所谓内乳化工艺，即在聚氨酯分子链中引入亲水性基团而获得具有自乳化性能的聚氨酯，它可以在弱的机械作用下分散于水中，引入分子链中的亲水基团能使其稳定分散。
但是亲水基团通常是通过共价键连接在分子中，从而使得分散体干燥成膜后亲水基团会保留在分散体的膜材料表面，导致对膜材料的疏水性产生不良影响。
1.2 水性含氟聚氨酯
众所周知，氟碳化合物具有极低的表面张力，所以将有机氟材料广泛用于各种材料的表面能改性亦获得类似的低表面能，同样，将有机氟功能链段引入其他高分子结构中合成含氟高分子乳液或分散体是有机氟功能材料的发展方向之一，这类高分子材料在成膜后由于氟的低表面能，氟将在材料表面富集同样达到有机氟功能材料的低表面能[5-6]。
含氟高分子乳液以水作为分散介质同时还具有安全环保的特点，其他高分子链段还可以赋予氟改性材料与基体的优良粘合，其中聚氨酷类的改性研究就有很实际的工业应用意义，如含氟聚氨酯类高分子乳液广泛应用于皮革，纺织，涂料，染整等工业领域[7-8]；既能改善水性聚氨酯材料的表面性能，同时较低的含氟量可大幅降低材料成本。
目前，国内外研究较为深入的是丙烯酸类的含氟乳液[9-11]，而国内含氟水性聚氨酯的研究和开发在国内应用化研究少见报道。
考虑到聚氨酯比丙烯酸酯聚合
物具有更优异的性能，如良好的力学性能、耐溶剂等等，采用水性聚氨酯作为基质材料，结合氟碳材料的低表面能，以求得到一种新的既有聚氨酯材料的优异特性，而又有氟碳材料良好的低表面能高分子材料，使之能满足涂料、皮革涂饰、染整、纺织后处理等方面的应用，所以对含氟水性聚氨酯的合成和其膜的结构性能方面开展了一些有意义的探索研究。
1.3 水性含氟聚氨酯的研究进展
用非共聚型核壳乳液聚合法制备水性含氟聚氨酯一般首先采用传统的方法合成水性聚氨酯，聚氨酯水分散体的亲水性离子基团分布在微胶粒表面从而形成一种稳定的胶体体系，然后加入含氟的丙烯酸酯类化合物，由于亲水-憎水效应，含氟丙烯酸酯进入聚氨酯胶粒内部引发聚合，形成具有核-壳结构的水性含氟聚氨酯分散乳液。
据文献报道采用非共聚型核壳乳液聚合法制备的水性含氟聚氨酯复合乳液与将含氟聚丙烯酸酯和聚氨酯直接物理共混得到的水性含氟聚氨酯分散乳液相比，具有明显的优点，采用核壳乳液聚合法得到水性含氟聚氨酯的相容性比后者好，得到的膜更透明，对水的接触角随时间的增加而降低的速度明显小于物理共混得到的水性含氟聚氨酯，其拉伸强度也明显高于采用物理共混得到的水性含氟聚氨酯。
但是，采用非共聚型核壳乳液聚合法得到的水性含氟聚氨酯仍存在不足。
如大部分仍以单纯的聚氨酯和含氟聚丙烯酸酯的形式存在，使得这种复混状态的树脂在成膜后，由于其结构形态所限，不能充分发挥聚氨酯和含氟聚丙烯酸酯各自的优点。
为了弥补上述非共聚型核壳乳液聚合法的不足，有研究者采用共聚型核壳乳液聚合法制备水性含氟聚氨酯。
该方法是将聚氨酯和含氟丙烯酸酯单体通过化学键连接，与非共聚型核壳乳液聚合法得到的复合材料相比，共聚复合能得到在分子级别的多组分复合以及均一的多组分复合结构，因此，得到的复合材料更能充分体现各组分的优点[12]。
Jiang等[13-14]就采用这种方法制备了水性含氟聚氨酯。
他们先采用异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI)、聚乙二醇(PEG) 、二羟甲基丙酸(DMPA)进行缩聚，再用甲基丙烯酸羟乙酯分子单体，然后将该大分子单体作为表面活性剂和反应单体与丙烯酸六氟丁酯(HFBN)进行乳液聚合，首次利用乳液共聚的方法制备了具有核壳结构的新型水性含氟聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液。
核壳乳液聚合法制备水性含氟聚氨酯乳液主要采用氟化丙烯酸酯类单体引入含氟基团，其合成原料的种类较多而且合成具有较大的灵活性等优点[15]，但是其最大的一个缺点就是随着含氟丙烯酸酯单体用量的增大，乳液逐渐变得不稳定。
汪武[16]采用聚四氢呋喃醚二元醇(PTMG2000)和自制的含氟二元醇(DAF)
为软段，以异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI) 为硬段 ,DMPA引入亲水基团，1 ，4-丁二醇为扩链剂制备了水性含氟聚氨酯乳液（FPU），并对其性能进行了研究。
实验结果表明，随着含氟量的增加，水性聚氨酯膜对水的接触角逐渐增大，当含氟量增加到一定值时，由于氟在表面富集达到饱和，接触角增加的趋势趋于平缓。
通过对膜表面性能的测试结果表明，氟改性的水性聚氨酯的拒水拒油性能比没有含氟的水性聚氨酯的性能有所提高。
1.4 水性含氟聚氨酯的结构、制备及性能
1,4.1 水性含氟聚氨酯的结构
图1.1 水性含氟聚氨酯基本结构图
1.4.2 水性含氟聚氨酯的制备
水性含氟聚氨酯的合成方法是将聚氨酯和含氟丙烯酸酯单体通过化学键连接，与非共聚型核壳乳液聚合法得到的复合材料相比，共聚复合能得到在分子级别的多组分复合以及均一的多组分复合结构 ,因此 ,得到的复合材料更能充分体现各组分的优点[17]。
其合成过程一般是首先合成出带双键的水性聚氨酯水分散乳液，然后加入溶有油溶性引发剂的含氟乙烯类和丙烯酸酯类单体进行自由基共聚反应，最后形成具有核壳结构的含氟聚氨酯水分散体。
本实验就采用这种方法制备了水性含氟聚氨酯。
他们先采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚环氧丙烷二元醇(PE2000)、二羟甲基丙酸(DMPA)进行缩聚 ,再用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和甲醇进行封端 ,用三乙胺中和 ,从而得到末端带双键的水性聚氨酯丙烯酸酯大分子单体，然后以甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸丁酯(BA)为原料，过硫酸钾作引发剂，十二烷基硫酸钠作链转移剂加入到丙烯酸羟乙酯封端的阴离子水性聚氨
酯中，合成了具有核壳结构的含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯。
其合成过程如图1.2所示:
图1.2 水性含氟聚氨酯合成的工艺流程
1.4.3 水性含氟聚氨酯的性能
水性含氟聚氨酯以水为主要介质，不含或仅含有少量有机溶剂，根据配方及助剂的不可调制成涂料、胶粘剂及其它用途的处理剂。
与溶剂型聚氨酯相比，具有以下特点:
(1)大多数水性含氟聚氨酯无溶剂、无臭味、无污染，具有不燃、成本低等优点。
(2)大多数单组分水性聚氨酯产品中不含有-NCO基团，主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力，水分挥发后固化。
水性含氟聚氨酯中含有羧基、羟基等基团，也可引入其它反应性基团，适宜条件下可参与反应，使树脂产生交联。
加交联剂则组成双组分体系。
(3)影响水性含氟聚氨酯粘度的主要因素有乳液粒径、离子电荷性质及数量等。
聚合物分子上的离子及反离子(指溶液中的与聚氨酯主链、侧链中含有的离子基团相反的自由离子)越多，粘度越大；而固含量(树脂质量分数)、聚氨酯树脂的分子量等影响溶剂型聚氨酯树脂粘度的因素对水性聚氨酯粘度的影响并不明显。
固体含量相同时，水性含氟聚氨酯的粘度较溶剂型聚氨酯小。
（4）由于水的挥发性比有机溶剂差，故水性含氟聚氨酯胶粘剂干燥较慢，并且由于水的表面张力大，对表面疏水性的基材的润湿能力差。
由于大多数水性含氟聚氨酯是由含亲水性的聚氨酯为主要的固体成分，且有时还含水溶性助剂(如增稠剂等)，胶膜干燥后一般须形成一定程度的交联，否则耐水性不佳。
（5）水性含氟聚氨酯可与多种水性树脂混合，以改进性能或降低成本。
此时应注意离子型水性胶的离子性质和酸碱性，否则可能引起凝聚。
因受到聚合物间的相容性或在某些溶剂中的溶解性的影响，溶剂型聚氨酯只能与为数有限的其它树脂共混。
（6）水性含氟聚氨酯产品气味小，可用水稀释，操作方便，易于清理；而溶剂型聚氨酯在使用中有时还需耗用大量溶剂，特别是双组分涂料或胶的清理也不及水性胶方便。
水性含氟聚氨酯的应用：水性含氟聚氨酯是水性含氟聚氨酯胶粘剂、涂料和其它应用形态的基础树脂。
其主要应用包括：1)柔软底物涂饰。
如织物、橡胶、皮革、纸张和乙烯基塑料的表面涂层；2)工业产品涂饰，如机器外壳，塑料制品和金属底漆等；3）江木制品，如家具和地板的涂饰；4)玻璃纤维的表面涂饰，如玻璃纤维的浸润等。
除此之外，水性含氟聚氨酯还可以用于各种底物的粘合剂，在我国，水性含氟聚氨酯在皮革表面涂饰方面应用很广泛。
