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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。
收稿日期:2008-08-21 3基金项目:中国博士后科学基金资助项目(编号:20060400760);广西科技厅青年基金项目(桂科青0640012)作者简介:胡孝勇(1971-),男,湖北荆门人,副教授,博士。
主要从事精细化工产品的开发与研究。
水性聚氨酯胶黏剂的改性研究进展3胡孝勇1,2,陈 薇1,乐志文1,郭祀远2(1.广西工学院生物与化学工程系,广西柳州545006;2.华南理工大学轻工技术与工程学科博士后流动站,广东广州510640)摘要:水性聚氨酯胶黏剂含有极性很强、化学活泼性很高的异氰酸酯基(-NC O )和氨酯基(-NHCOO -),使之具有优良的化学粘接力,其不污染环境,应用领域、用途也愈来愈广泛。
阐述了水性聚氨酯的制备方法、分类,并对自乳化法制备工艺中的几种方法作了一个简单的比较。
通过分析环氧树脂、丙烯酸酯、有机硅改性水性聚氨酯胶黏剂的研究状况及优缺点,进而介绍了丙烯酸树脂和有机硅对水性聚氨酯的多重复合改性及其应用,提出了对水性聚氨酯胶黏剂发展的几点看法。
关键词:水性聚氨酯胶黏剂;环氧树脂;丙烯酸酯;有机硅中图分类号:T Q 433.432 文献标识码:A 文章编号:1001-0017(2009)01-0057-05Pr ogress in Modificati on of W aterborne Polyurethane AdhesiveHU Xiao -yong 1,2,CHEN wei 1,Y UE zhi -wen 1and G UO Si -yuan 2(1.D epart m ent of B iological and Che m ical Engineering,Guangxi U niversity of Technology,L iuzhou 545006,China;2.L ight Industry andEngineering Post -doctoral S tation,South China U niversity of Technology,Guangzhou 510640,China,)Abstract:This adhesive has excellent che m ical adhesi on f or its -NCO and -NHCOO -,which are str ong polarity and high chem ical activity .It is envir onment friendly,and it has been widely used in many fields .The p reparati on method and variety of waterborne polyurethane are intr oduced .Some methods of self -e mulsificati on technol ogy are compared .Thr ough the analysis of the p r ogress in study,advantages and shortcom ings of waterborne polyu 2rethane adhesive modified by epoxy resin,acrylate and silicone,the acrylic resin and silicone composite modificati on is intr oduced,aswell as its app lica 2ti on,and several op ini ons about the devel opment of waterborne polyurethane are p r oposed .Key words:W aterborne polyurethane;epoxy resin;acrylate;silicone前 言聚氨酯胶黏剂具有软硬度可调节、耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点,能粘接金属、非金属等多种材料,用途越来越广。
水性聚氨酯的改性研究进展刘杰,张然,杨建军,张建安,吴庆云,吴明元(安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230039) 收稿日期:2008-04-03作者简介:刘杰(1982-),男,研究生,主要从事水性高分材料方面的研究,通讯联系人:杨建军。
摘要:聚氨酯胶粘剂作为一类具有良好性能的高分子材料,在很多领域得到应用。
水性聚氨酯胶粘剂的问世,满足了日益严格的环保要求。
然而水性聚氨酯胶粘剂的耐水性、耐溶剂性、耐候性等较差。
本文介绍了目前国内外水性聚氨酯胶粘剂的研究现状及改性方法:交联改性、环氧树脂改性、有机硅改性、多重改性等,并指出了水性聚氨酯胶粘剂的发展趋势。
关键词:聚氨酯;聚丙烯酸酯;环氧树脂;有机硅树脂;改性中图分类号:T Q433.4+32;T Q436+.5 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2008)10-0038-04 聚氨酯(P U )胶粘剂是指分子链中含有氨酯(-NHCOO -)基和异氰酸酯(-NCO -)基的胶粘剂。
P U 胶粘剂主要分为多异氰酸酯和聚氨酯2大类,因为异氰酸酯基和氨酯基的极性、化学活泼性很强,因此它对多孔材料(泡沫塑料、皮革等)和表面光洁的材料(玻璃、金属等)有着良好的粘接力。
P U 胶粘剂具有耐低温优、柔韧性好、粘接强度高等优点,用途越来越广泛。
目前市场上的P U 胶粘剂以溶剂型为主,其缺点是有机溶剂易燃、易爆、易挥发、会造成空气污染,且具有一定的毒性[1,2]。
随着人们安全、环保意识的增强,水性P U 胶粘剂的开发和应用日益广泛。
水性P U 最早是由德国科学家Schlack 在1942年制备成功的,1967年在美国实现工业化,如今已广泛应用于印刷及食品包装等领域。
由于水性P U 以水为介质,因此具有无毒、不易燃、环境友好、成本较低等优点[3,4]。
但由于在分子结构中引入了-COOH 、-OH 等亲水性基团,故其耐水性较溶剂型差。
水性聚氨酯胶粘剂的改性研究第一篇：水性聚氨酯胶粘剂的改性研究水性聚氨酯胶粘剂的改性研究水性聚氨酯胶黏剂是指将聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶黏剂，与溶剂型相比具有无溶剂、无污染、成膜性好、粘接力强、和其他聚合物尤其是乳液型聚合物易掺混有利于改性等优点。
水性聚氨酯胶粘剂的粘接原理为：溶剂型或无溶剂单组分、双组分聚氨酯胶粘剂可充分利用-NCO基团的反应，在粘接固化过程中增强粘接性能；而大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含-NCO基团，因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化；另外，水性PU含有羧基、羟基等基团，适宜条件下可参与反应，使胶粘剂产生交联，从而提高粘接力。
从90年代开始，水性聚氨酯胶黏剂已逐渐在汽车内饰物粘接、厨房用品制造、复合薄膜制造、鞋底鞋帮粘接以及服装加工等方面得到广泛应用。
进入21世纪以来，PU的应用领域不断拓宽，特别是世界范围内日益高涨的环保要求，更加快了水性聚氨酯工业的发展步伐。
经过几十年的发展，PU产品在汽车涂料、胶粘剂等领域已接近或达到溶剂型产品水平，原料生产实现了规模化。
近年来环境保护的压力迫使一些传统产品逐渐淡出市场，而水性高固含量和粉末产品等逐渐成为主流产品。
水性聚氨酯胶粘剂以其独特的优异性能，正面临前所未有的发展机遇，需求量正以16%～30%的速度增长，是其他胶粘剂产品增长速度的两倍以上，并且向着高性能、功能化和进一步扩大应用领域的方向发展。
国内水性聚氨酯胶粘剂的研究侧重于改性研究，改性后的水性聚氨酯胶粘剂在特定方面具备特定的性能在不同的应用环境中可发挥出不同的优势作用。
那么，水性聚氨酯胶粘剂的改性研究可以从哪些方面入手呢？对此，洛阳天江化工新材料有限公司为我们提供了以下几种研究方向：一、提高水性聚氨酯胶粘剂的固含量普通合成工艺制得的水性聚氨酯产品的固含量多为20%～40%，这样会增加运输费用和干燥时间，同时影响粘接性，设法将固体分提高到50%以上是国内外研究的课题之一。
Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．８·１３２·化 工 新 型 材 料ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ第４０卷第８期２０１２年８月基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（ＢＳ２００９ＣＬ０１１）作者简介：李冰（１９７９－）男，副研究员，主要从事高分子材料的研究与应用。
水性聚氨酯的改性及性能研究李 冰 彭 丹 律微波 牟秋红 赵 宁 李 静（山东省科学院新材料研究所，济南２５００１４）摘 要 水性聚氨酯是目前天然材料和合成材料中性能较为突出的环保型新材料。
为提供水性聚氨酯合成可行的研究思路，简要概括了水性聚氨酯近年来在改性方面的研究进展，并对水性聚氨酯性能研究作了描述。
关键词 水性聚氨酯，改性，环保，综述Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＬｉ Ｂｉｎｇ Ｐｅｎｇ Ｄａｎ Ｌｕ Ｗｅｉｂｏ Ｍｕ Ｑｉｕｈｏｎｇ Ｚｈａｏ Ｎｉｎｇ Ｌｉ Ｊｉｎｇ（Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉｎａｎ ２５００１４）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｉｓ ａ ｎｅｗ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｍｏｎｇｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ａｎｄ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｆｏｒ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｄｅａｓ ｆｏｒ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅ－ｔｈａｎｅ，ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ｏｆ ｉｔ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｅｒｅ ｄｅｐｉｃｔｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｒｅｖｉｅｗ 水性聚氨酯是指将聚氨酯溶解在水里或分散于水中而形成的一种聚氨酯分散体系［１］，具有广泛的粘接性，突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温性，弹性好、无毒、无污染、无溶剂残留［２－１１］。
