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第43卷第33期•118 •2017年1 1 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No.33Nov.2017文章编号：1009-6825 (2017) 33-0118-02交联法提高水性聚氨酯耐水性的研究进展翟现明(山西省建筑科学研究院，山西太原030001)摘要:水性聚氨酯以其节能环保的特性正在逐渐的取代传统溶剂型聚氨酯，为了使水性聚氨酯具有更好的耐水性能，国内外进 行了许多效果显著的研究和探索。
介绍了交联法改性提高水性聚氨酯的研究方法和研究现状,并提出了水性聚氨酯的研究方向。
关键词:水性聚氨酯，交联法改性,耐水性中图分类号:TU502 文献标识码:A水性聚氨酯(WPU)已成为聚氨酯工业的重要发展方向，相比 较于传统溶剂型聚氨酯，以水作为分散介质的水性聚氨酯具有无污染、无毒性、机械性能优良、相容性好、节能环保等优势。
随着水性聚氨酯技术的日趋成熟,其在诸多领域正在逐渐的取代传统 溶剂型聚氨酯，如:涂料、油漆、胶黏剂、皮革涂饰剂、纸张处理剂、纤维处理剂等应用领域，因此，水性聚氨酯具有广阔的市场前景和发展前景。
水性聚氨酯根据制备方法不同可分为自乳化法和外乳化法，其中，外乳化法由于亲水性乳化剂的残留影响固化后聚氨酯涂膜的性能，因此，水性聚氨酯的制备以离子型自乳化法为主。
自乳化法合成水性聚氨酯根据所使用的亲水性基团不同可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。
由于自乳化法所得水性聚氨酯的分子链中含有大量的亲水基团，这些亲水基团很容易与水形成氢键，从而使分子链亲水性增强，涂膜后，涂膜与水亲和性增强，水易被聚氨酯分子链上的亲水基团吸附和传递，从而导致水性聚氨酯涂膜的吸水率增加，耐水性下降[1]。
水性聚氨酯耐水性的不足在一定程度上限制了水性聚氨酯的应用范围和发展，因此，提高水性聚氨酯的耐水性已经成为水性聚氨酯研究方向的重点之一。
目前，许多研究者对提高水性聚氨酯的耐水性的方法进行了积极有益的探索,如:交联改性、有机硅改性、丙烯酸酯共聚改性、环氧树脂改性、纳米材料改性、有机氟改性和多元改性等。
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。
《二氧化硅气凝胶改性水性聚氨酯涂料的制备与性能研究》篇一一、引言随着环保意识的提高和科技的进步，涂料行业正面临着重大的变革。
水性聚氨酯涂料以其优良的物理性能、低挥发性有机化合物（VOC）排放等特点，在涂料领域受到广泛关注。
而二氧化硅气凝胶作为一种具有优异性能的新型材料，其多孔结构和良好的稳定性为涂料提供了更大的创新空间。
本文将探讨二氧化硅气凝胶改性水性聚氨酯涂料的制备过程及其性能研究。
二、材料与方法1. 材料本文使用的水性聚氨酯、二氧化硅气凝胶及其他添加剂均为市售产品，来源可靠。
2. 制备方法（1）首先，将水性聚氨酯、溶剂、催化剂等按照一定比例混合，制备出基础涂料。
（2）接着，将二氧化硅气凝胶按照一定比例加入到基础涂料中，进行混合、分散、搅拌等操作，使其充分混合均匀。
（3）然后，通过添加其他添加剂如防腐剂、流平剂等，对涂料进行性能调整。
（4）最后，将涂料进行熟化处理，以使其性能更加稳定。
3. 性能测试本文采用多种测试方法对涂料的性能进行评估，包括涂膜的附着力、硬度、耐水性、耐候性等。
三、结果与讨论1. 制备结果通过上述方法，成功制备了不同比例二氧化硅气凝胶改性的水性聚氨酯涂料。
涂料的外观均匀，无结块现象。
2. 性能分析（1）附着力：改性后的水性聚氨酯涂料具有优异的附着力，能够很好地附着在基材上，不易脱落。
（2）硬度：随着二氧化硅气凝胶含量的增加，涂膜的硬度逐渐提高。
这是因为二氧化硅气凝胶的加入增强了涂膜的交联密度和硬度。
（3）耐水性：改性后的水性聚氨酯涂料具有较好的耐水性能，能够在水中保持较长时间的稳定性。
（4）耐候性：经过长时间的自然暴露测试，改性后的涂料表现出良好的耐候性能，不易变色、龟裂。
3. 影响因素分析（1）二氧化硅气凝胶含量：二氧化硅气凝胶的含量对涂料的性能有显著影响。
适量添加二氧化硅气凝胶可以改善涂料的性能，但过多添加则可能导致涂料性能下降。
（2）制备工艺：制备过程中的混合、分散、搅拌等操作对涂料的性能也有影响。
随着各国环保法规的确立和环保意识的增强，传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC)的排放越来越受到限制。
因此，开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料和光固化涂料已成为开发的主要方向。
水性聚氨酯（PU)涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性.但是，由于单一PU乳液存在自增稠性差,固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制。
而聚丙烯酸酯（PA）乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故PU和PA在性能上具有互补性.所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯一聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性,成本较低，具有较好的应用前景.利用有机硅和有机氟对水性聚氨酯进行改性，将各自优点融合起来，突出了环保和高效的特点，获得了更优的特性，因而得到人们的广泛关注与快速发展。
有机硅材料具有耐高低温、耐老化、耐臭氧、电绝缘耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能,因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
另外，由于氟原子半径小,电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的利紫外线和核辐射性、柔韧性,优良耐磨性,低表面能，高抗张强度，高电阻率和高耐候性,含氟的聚氨酯树脂涂料就是一种可常温固化的具优异性能的涂料品种。
1.2 水性聚氨酯概述聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在高分子主链上含有许多重复的—NHCOO—基团的高分子化合物通称为聚氨基甲酸酯(Ployurethnae，简称PU）。
通常所说的聚氨酯系由二元或多元有机异氰酸酯与二元或多元醇化合物（聚醚多元醇或聚酯多元醇）相互反应而得的，其大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段和玻璃化温度高于室温的刚性链段嵌段而成的依据聚氨酯材料的本身结构，可以分为体形与线形,一般由于所用原料官能团数目的不同，可以合成体形或线形结构的高分子，如当有机异氰酸酯和多元醇化合物均为二官能团时,即可得到线形结构得高聚物，若其中之一种或两种，部分或全部具有三个及三个以上官能团时则得到体形结构的聚合物，由于聚合物的结构不同,性能也不一样，利用这些性质，聚氨酯类聚合物可以用在橡胶、塑料、纤维、涂料、猫合剂、皮革、染整纺织等方面［1］.因此，它的应用领域极为广阔，从航天技术到人们的衣食住行，几乎渗透到社会的各个方面.水性聚氨酯是以水代替有机溶剂为分散介质的新型聚氨酯体系，同属于聚氨酯体系，但对环境无污染、不易着火和中毒、节省资源和能源的材料［3-5］.和许多聚氨酯材料一样,聚氨酯和水是不相容的，但通过特殊处理或改性可以分散在水中。
水性聚氨酯改性涂料的研究发布时间：2021-08-31T10:23:56.407Z 来源：《城镇建设》2021年第4卷11期作者：陈希[导读] 水性聚氨酯(WPU)是一种绿色环保的有机高分子原材料陈希北京中建建筑科学研究院有限公司/北京/100000摘要水性聚氨酯(WPU)是一种绿色环保的有机高分子原材料，能减少挥发性有机化合物(VOC)的释放，有望取代溶剂型聚氨酯涂料。
通过对聚氨酯树脂改性能够提升水性聚氨酯涂料的机能。
结合近几年有关水性聚氨酯改性涂料的研究现状，重点讨论有机硅改性，丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、纳米材料改性、有机氟改性和植物油改性水性聚氨酯。
关键词：改性；涂料；聚氨酯树脂；水性聚氨酯1、水性聚氨酯涂料的改性1.1有机硅改性将有机硅的耐高低温性能、防腐蚀性能和优良的机械性能与聚氨酯有机结合可显著提高水性聚氨酯的综合性能。
使用甲苯二异氰酸酯、有机硅改性聚醚多元醇以及丁二醇作为首要原材料制造得到有机硅改性聚氨酯[2]。
该课题组开展了有机硅改性双组分聚氨酯涂料和未添加有机硅的聚氨酯涂料性能对比试验。
试验结果表明，在保持聚氨酯涂料优异的力学性能的基础上，与未进行有机硅改性的聚氨酯涂料相比，有机硅改性聚氨酯的涂料的疏水功能更加良好。
该疏水性能的增强来源于有机硅中甲基的低表面张力和高憎水性。
在聚氨酯分散体中引入四乙氧基硅烷或者是甲基三乙氧基硅烷，通过水解和缩合反应原位合成了含有改性SiO2的聚氨酯2杂化物，并将其加入到水性聚氨酯乳液中制备了聚氨酯复合乳液。
对比含有未改性SiO2的聚氨酯复合膜，改性SiO2功能化的聚氨酯复合膜即使在硅含量为2%～3%时也具有更优异的硬度和耐磨性。
1.2丙烯酸酯改性聚氨酯树脂具有较好的强度、弹性及粘接性能。
与聚氨酯树脂相比，聚丙烯酸酯类材料具有更好的耐候、耐水、耐溶剂及保光性能。
聚丙烯酸酯和聚氨酯二者之间在功能上拥有非常好的互补效用，丙烯酸酯改性水性聚氨酯可以有效地综合两者优点具有更好的性能。
水性聚氨酯建筑涂料的发展及改性分析作者：计少妮来源：《粘接》2022年第07期摘要：为有效解决水性聚氨酯材料存在耐水性差、机械强度低等问题，采用交联改性及复合改性方式对水性聚氨酯材料进行结构的改变，形成耐久性、相容性、力学性能更优的改性水性聚氨酯建筑涂料。
利用性能测试的方式，观察改性水性聚氨酯乳液是否存在沉淀，以此判断该材料的稳定性，并利用环氧树脂（E-54）的质量分数及加料顺序对涂料的影响进行分析，结果表明：当环氧树脂E-54质量分数为6%时，乳液性能较好。
关键词：水性聚氨酯;建筑涂料;性能测试;改性中图分类号：TQ637 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2022）07-0073-04Development and modification analysis of waterborne polyurethane architectural coatingsJI Shaoni（Architecture Zabor University Of Shaanxi Province， Xi'an 710068， China）Abstract：In order to effectively solve the problems of poor water resistance and low mechanical strength of waterborne polyurethane materials， crosslinking modification and composite modification were used to change the structure of waterborne polyurethane materials to form modified waterborne polyurethane architectural coatings with better durability， compatibility and mechanical properties. By means of performance test， the precipitation of modified waterborne polyurethane emulsion was observed to judge the stability of the material， and the influence of the content of epoxy resin E-54 and the feeding sequence on the coating was analyzed. The results showed that when the mass fraction of epoxy resin E-54 is 6%， the performance of lotion is better.Key words：waterborne polyurethane; architectural paint; performance test; modified随着我国经济的不断发展，人们对于建筑物的外观、功能等方面的要求日益增长，建筑涂料不但要满足人们对于装饰功能的要求，还要满足建筑物防水、防火、安全等方面的需求。
