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水性聚氨酯的进展综述水性聚氨酯的定义及分类⏹定义聚氨酯（PU）是聚氨基甲酸酯的简称，是含有相当数量氨基甲酸酯（-NHCO-）的高分子聚合物。
聚氨酯拥有软硬度可控、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点。
但是由于溶剂型聚氨酯含有大量的有机溶剂，严重污染环境，尤其是溶剂型双组分聚氨酯其残留异氰酸酯单体，毒性很高。
水性聚氨酯是指聚氨酯以水替代有机溶剂作为分散介质，体系中不含或含很少有机溶剂。
⏹分类以外观分类，包括聚氨酯水溶液、聚氨酯分散液、聚氨酯乳液。
平时所指的水溶性聚氨酯是指聚氨酯水分散体或聚氨酯乳液。
表 1按外观分类水性聚氨酯的特性乳液水分散体水溶液外观不透明，光散射半透明、光散射透明，无光散射粒子大小/μm>0.1 0.02~0.1 <0.005分子量1000000 20000~200000 20000~60000粘度低，与聚合物分子量无关较粘，有时受分子量影响特别取决于聚合物分子量以亲水性基团的电荷性质分类，包括阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。
其中阴离子型最为重要，分为羧酸型和磺酸型。
以合成单体分类，包括聚醚型、聚酯型和聚醚聚酯混合型。
根据二异氰酸酯种类又分为芳香族和脂肪族，具体划分又包括TDI型、HDI型等。
以产品包装形式分类，包括单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。
水性聚氨酯的制备原理水性聚氨酯的基本合成与一般聚氨酯相似，整个合成步骤可分为两个阶段，第一步为预逐步聚合（将低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液逐步聚合生成水性聚氨酯预聚体），第二步为中和后预聚体在水中的分散。
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。
聚氨酯水性化方法主要包括使用乳化剂或在聚合物主链上引入亲水基团（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）。
⏹聚氨酯水性乳化方法分为两类：外乳化法和内乳化法外乳化法是通过向聚氨酯预聚体或其溶液搅拌条件下加入适当的乳化剂，经强力剪切作用分散于水中，依靠外部机械力制备成聚氨酯乳液。
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。
详述水性双组份聚氨酯面漆导读在工业防腐防锈领域，持续进步的水性漆很受人们的关注，如果需要涂装的底材是机械设备、桥梁、工程车辆等对涂层要求较高的产品，那一定得考虑用水性双组份聚氨酯面漆+水性环氧底漆，其中敦普水性工业漆在这个细分赛道上的技术尤为成熟。
工业领域的水性漆，用户在使用前，通常先经过试样，样品达标后再确定是否使用，样品如果不达标，还需要厂家反复调配，重新制样，以达到用户要求，这个过程要耗费之长，使用户逐渐失去耐心。
而水性双组份聚氨酯面漆+水性环氧底漆不需要试样，配方足够成熟，水性漆常见的起泡、流挂、反锈等现象不会在这个组合中出现。
以敦普水漆为例，水性双组份聚氨酯面漆+水性环氧底漆这一底一面两种组合相得益彰，户外耐候性优异，无论是漆膜的饱满鲜映程度，还是内在的防腐防锈实力，在水性工业漆里，都可达到达到天花板级的效应。
敦普水漆推出的水性双组份聚氨酯面漆+水性环氧底漆，突破了现有成熟水性漆制造的边界，用制漆新技术应对工业领域的艰巨挑战，为涂装行业带来更加生机勃勃的未来。
过去，传统的涂装使用的是溶剂型的聚氨酯面漆，尽管具有一些优异的性能，但是过高的VOCS使得此类产品已不再适应行业今天的发展，水性漆从实地出发，解决VOCs高的问题，成为了溶剂型聚氨酯面漆可行的替代产品。
水性双组份聚氨酯面漆以水作为分散介质，不燃、不污染环境，同时在力学性能、耐化学性能方面与溶剂型双组份聚氨酯面漆相对比，部分指标优于溶剂型双组份聚氨酯面漆。
目前在车辆涂装等诸多行业已经得到了应用，大家一致认识，水性漆好用。
结语在工业涂装迈向水性漆的时代，敦普水性涂料作为水性工业漆研发创造者，致力于发明突破性的工业水漆，将水性漆的优势带到汽车、机械设备、轨道交通等行业，打造水性工业漆与喷涂流水线兼容的涂装生态。
水性双组份聚氨酯面漆，由主漆和固化剂组成，通过发生交联固化反应形成致密的漆膜，主要的有以下特点：1、耐候性好水性聚氨酯防腐面漆的耐候性强，长时间处于室外能够抗紫外线，且漆膜不易出现粉化、黄变等问题，使用寿命长。
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。
磺酸盐型水性聚氨酯的研究进展
摘要
近年来，磺酸盐型水性聚氨酯(salt-type hydrophilic polyurethane, SHPU)在涂料、纤维、生物材料和建筑材料中受到了广泛
的关注。
SHPU具有优异的抗水性、抗紫外线性、耐酸碱性、高耐磨性以
及优良的生物相容性，因此在多种领域得到了广泛应用。
此外，随着环保
理念的普及利用环境友好的SHPU可以很好的满足市场需求，并且由于SHPU的在建筑材料中的应用量极大，大大提高了建筑材料的耐久性以及
美观性。
本文将对目前开发的SHPU进行综述，相关研究的主要内容包括：其合成方法、结构特性、性能特性以及在固体材料中的应用。
关键词：磺酸盐型水性聚氨酯，合成，结构特性，性能特性，固体材
料
1引言
磺酸盐型水性聚氨酯(salt-type hydrophilic polyurethane, SHPU)
一般称为阳离子型的聚氨酯，具有良好的抗水性，耐磨性，耐紫外线性，
还具有优良的生物相容性，因而受到了广泛的关注。
应用范围从涂料到
建筑材料，都可以使用 SHPU 来提高材料的耐用性和美观性，同时也能减
少化学污染。
本文将对 SHPU 的合成方法，结构特性，性能特性和在固体
材料中的应用做出简要介绍。
2合成方法。
国内水性聚氨酯发展现状
随着国内经济的快速发展，水性聚氨酯作为一种环保、高效的涂料材料越来越受到重视和广泛应用。
水性聚氨酯具有优异的附着力、硬度、耐磨性和耐候性，能够在室内外环境中长时间使用而不褪色或龟裂。
此外，水性聚氨酯还可以减少有机溶剂对环境的污染，符合国内外对于环保涂料的需求。
目前，国内水性聚氨酯行业发展迅猛，已经形成了一定的规模和竞争力。
随着环保意识的增强和环境法规的不断加强，水性聚氨酯涂料市场的前景十分广阔。
许多涂料生产企业已经开始将传统溶剂型涂料转向水性聚氨酯涂料的研发和生产，以满足市场的需求。
目前，国内水性聚氨酯的品种和性能也在不断提升和完善。
一方面，水性聚氨酯可以根据不同的应用领域进行调整和改进，如建筑装饰、汽车制造、木材涂装等。
另一方面，水性聚氨酯的耐候性和耐化学品性能也在不断提高，以满足各种复杂环境下的需求。
同时，一些优化配方的水性聚氨酯产品也逐渐出现在市场上，为用户提供更多的选择。
然而，目前国内水性聚氨酯行业还存在一些问题和挑战。
首先，水性聚氨酯的研发和生产技术尚需进一步提升，以满足不同用户对于产品性能的需求。
其次，与传统溶剂型涂料相比，水性聚氨酯的价格相对较高，还需要通过技术进步和经济效益的提升来降低成本。
此外，市场竞争激烈，企业需要加大研发投入和品牌建设，提高产品质量和技术服务，才能在激烈的市场竞争中占据更大的份额。
综上所述，国内水性聚氨酯行业正迎来良好的发展机遇。
随着环保意识的提高和市场需求的增长，水性聚氨酯涂料将会得到更广泛的应用和推广。
同时，水性聚氨酯企业也需要不断提升技术水平和产品品质，以应对市场竞争的挑战。
国内水性聚氨酯发展现状国内水性聚氨酯（Polyurethane, PU）是一种以水为溶剂的聚氨酯涂料，相比传统有机溶剂型聚氨酯涂料，具有环保、无毒、高固含量等特点。
随着环保意识的逐渐增强，国内水性聚氨酯市场逐渐兴起。
近年来，国内水性聚氨酯发展迅速，成为中国涂料行业的一个重要领域。
据统计，2019年，国内水性聚氨酯涂料的产量约为400万吨，占总涂料产量的10%左右。
而随着国内环保政策的进一步强化，以及对传统溶剂型涂料的限制，水性聚氨酯涂料市场有望继续保持快速增长。
目前，国内水性聚氨酯涂料的应用领域十分广泛。
在建筑和家具行业，水性聚氨酯涂料可以作为木材涂料、地板涂料和家具涂料等。
在汽车和交通工具制造行业，水性聚氨酯涂料被广泛应用于汽车漆和船舶涂料。
此外，水性聚氨酯涂料还可应用于包装、电子、纺织等众多领域。
水性聚氨酯涂料的优点主要体现在环保性、耐水性和涂层性能上。
相对于传统有机溶剂型聚氨酯涂料，水性聚氨酯涂料在制作过程中不需要使用有害溶剂，因此更环保，对人体无害。
同时，水性聚氨酯涂料具有优异的耐水性能，能够在潮湿环境下保持涂层的稳定性和附着力。
此外，水性聚氨酯涂料具有优良的光泽、耐磨、耐化学品等性能，能够提供高品质的涂装效果。
尽管国内水性聚氨酯市场增长迅猛，但与国外发达国家相比，仍存在一定差距。
首先，国内水性聚氨酯的研发水平相对较低，产品质量和技术水平有待提高。
其次，国内水性聚氨酯行业仍面临着原材料供应不稳定、生产设备滞后、高端技术缺乏等问题。
最后，水性聚氨酯涂料的价格相对较高，对一些中小企业来说，成本压力较大。
为了进一步推动国内水性聚氨酯的发展，需要加强科技创新，提高产品质量和技术水平。
同时，政府应出台相关政策，支持企业进行技术研发和推广应用。
此外，行业协会和企业应加强合作，共享资源，互相促进，共同推动水性聚氨酯行业的发展。
总之，国内水性聚氨酯市场发展迅速，应用领域广泛，具有很大的潜力。
在环保意识不断增强的背景下，水性聚氨酯涂料将成为涂料行业的一个重要发展方向，并有望取代传统溶剂型涂料。
双组份聚氨酯防水涂料的制备聚氨酯防水涂料是一种新型高档防水、防腐材料，适用于地下室、卫生间、浴室、贮水池、粮库、屋顶、外墙等的防水。
在我国防水涂料中，应用范围最广、用量最大的就是聚氨酯防水涂料。
在20世纪70年代末，随着我国科学技术进步和化学建材工业的发展，聚氨酯防水涂料也得到了迅速的发展。
经过20多年的发展尤其在20世纪90年代的迅速发展和广泛应用，使聚氨酯防水涂料产品应用量仅次于改性沥青防水卷材、自粘防水卷材，列为第3位。
并逐渐形成了品种齐全性能优异的聚氨酯防水涂料。
由于传统沥青类防水涂料及焦油型聚氨酯防水涂料含有大量萘、蒽、醌类等易挥发物质，会严重危害人们的健康，并对环境造成严重污染，随着社会的进步和人们生活水平的提高，环保和健康引起更为广泛的关注，如今国家和地方行业主管部门对沥青类防水涂料及焦油型聚氨酯防水涂料采取了强制淘汰措施，取而代之的是非焦油型聚氨酯防水涂料取代。
化学建材“九五”和“十五”计划及2010年和2015年发展规划纲要都将聚氨酯防水涂料列为重点推广发展品种[1]。
NCO/OH型双组分聚氨酯涂料是现在市场上常用的聚氨酯涂料之一。
它是以异氰酸酯和聚醚多无醇合成的含有—NCO的预聚体为A组分和以含有—OH活性基团、交联剂等的B组分构成，它的基本反应是—NCO与—OH、—NH2交联反应形成网络结构，使涂膜有一定的强度和弹性。
因此聚氨酯涂料可以常温固化，形成交联结构的涂膜，对各种底材均有良好的附着力、柔韧性、耐摩擦性、耐水性、耐溶剂性，涂膜外观光亮丰满[2]。
由于甲苯二异氰酸酯（TDI）有强烈的刺激气味，有毒，而二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）的挥发性比TDI小，毒性相对较小[3]，故本文实验采用MDI 代替TDI制备双组分聚氨酯防水涂料，另外MOCA是一种有毒、有致癌性的化学品，故本文实验用三乙醇胺代替MOCA作交联剂，以减小产品生产、应用中的毒性，使产品更环保。
本文通过研究MDI与聚丙二醇的比例、二乙二醇的用量以及反应温度对聚氨酯防水涂料性能的影响，以涂膜吸水率为优化指标确定聚氨酯防水涂料防水性能最好的制备方案。
水性双组分聚氨酯涂料的研究进展摘要：综述了水性双组分聚氨酯涂料的组成、性能和应用研究新进展。
关键词：水性聚氨酯涂料；活化期；双组分；应用双组分聚氨酯涂料具有优良的机械性能（涂膜硬度高、附着力强、耐磨性高等），良好的耐化学品性、耐候性和低温成膜性能，广泛应用于工业防护、木器家具和汽车涂饰等方面。
随着各国环保法规的健全和人们环保意识的增强，传统溶剂型聚氨酯涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放量受到愈来愈严格的限制。
开发低污染、高性能、多功能的环保型水性涂料成为涂料技术发展的主要方向。
水性双组分聚氨酯涂料将溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC排放相结合，成为涂料工业研究的热点。
水性双组分聚氨酯涂料由含羟基的水性多元醇和含NCO基的固化剂组成。
多元醇组分和固化剂组分各有独特的特性。
本文综述了水性聚氨酯涂料的新进展。
1 水性多元醇体系双组分水性聚氨酯涂料配方是单独的多元醇与异氰酸酯基团的分散50。
涂膜后水分蒸发和组件的形式反应交联聚合物网络。
虽然2K水性聚氨酯涂料，应该从理论上讲，从溶剂型2K 系统，涂料有55相匹配的属性，在实践中，缺乏足够的耐水性，光泽度，耐候性和硬度。
水性2K系统的成功，到现在为止，依赖于一些重要的和经常笨拙制定曲折。
例如，多元醇的需要，这就需要两个60羟基官能聚氨酯形成反应和水分散性的基团，通常是不市售。
丙烯酸酯聚合物与酸和羟基功能的方法之一（美国专利号5075370所示），是由（65自由基聚合）共聚丙烯酸单体和羟丙烯酸酯单体（如羟乙基丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯）。
不幸的是，羟烷基丙烯酸酯是相当昂贵的。
此外，也很难使羟丙烯酸酯聚合物都高的羟基官能度和分子量足够低，低VOC，可交联的涂料系统价值。
其结果是涂层的物理性质，化学性质比本来是可取的较低水平。
最近开发的含羟基丙烯酸聚合物烯丙基醇烷氧基烯丙基醇（见，例如，美国专利号5525，693）克服使用羟丙烯酸单体的一些限制。
然而，这些树脂的价值，到现在为止，被证实主要用于溶剂基聚氨酯涂料（见'693专利的例子9-11）或高苯乙烯（> 50 WT。
％），树脂（见美国专利。
5646225），而不是用于水性聚氨酯涂料。
第二个常见的方式来调整的2K水性聚氨酯涂料的配方是修改的聚异氰酸酯。
迄今为止所作的工作大多使用了部分反应，它具有亲水性聚醚（见，例如，美国专利号5200489，5194487，5389718和5563207）更新日期聚异氰酸酯。
聚异氰酸酯亲水乳化交联剂，共反应物提高了兼容性。
这种方法也有缺点，但是。
首先必须合成，亲水性的聚异氰酸酯。
第二，更昂贵的亲水性聚异氰酸酯，必须使用（未修改的聚异氰酸酯相比），得到相同的士官功能贡献。
第三，亲水性的聚异氰酸酯涂层纳入，往往使得其水敏感性高得无法接受。
第三种方法修改的处理，同时保持在制定商业聚异氰酸酯。
令人担忧的关键问题是如何充分地分散在水中的异氰酸酯，因为从商业聚异氰酸酯的乳液往往聚集和解决。
粒径的聚异氰酸酯是一种方法，减少高剪切混合（见上述雅各布文章引用）。
不幸的是，高剪切混合能源密集型的，耗时，需要特殊的设备。
添加助溶剂和乳化剂可以帮助，但是，这至少是部分失败使用水系统的目的。
需要改进的水性聚氨酯涂料组合物。
最好，成分配方，以显著减少油漆和涂料中的VOC和HAPS的水平。
最好，组成双组分体系没有涂层的物理性质，基于水性PUD的缺点。
一个理想的双组分系统将使用商业的聚异氰酸酯，但不会要求高剪切混合。
此外，理想的配方将消除任何需要，从昂贵的羟acryate单体多元醇组件。
最后，行业将受益于2K水性聚氨酯配方，使涂料与物理性质，化学性质，包括高光泽度，硬度，耐冲击性，柔韧性，耐候性和耐化学性良好的平衡。
2 多异氰酸酯体系异氰酸酯单体的选择是决定涂膜性能的因素，脂肪族异氰酸酯单体，如1,6-己二异氰酸酯（HDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）合成的固化剂涂膜外观好，干燥速度和活化期具有良好的平衡性。
HDI具有长的亚甲基链，其固化剂粘度较低，容易被多元醇分散，涂膜易流平，外观好，具有较好的柔韧性和耐刮性。
IPDI固化剂具有脂肪族环状结构，其涂膜干燥速度快，硬度高，具有较好的耐化学品性和耐磨性。
但IPDI固化剂粘度较高，不易被多元醇分散，其涂膜的流平性和光泽不及HDI固化剂。
异氰酸酯的二聚体和三聚体是聚氨酯涂料常用的固化剂，环状的三聚体具有稳定的六元环结构及较高的官能度，粘度较低，易于分散，因此涂膜性能较好；而缩二脲由于粘度较高，不易分散，较少直接用于水性双组分聚氨酯涂料。
为了提高多异氰酸酯固化剂在水中的分散性，常采用亲水基团对其进行改性，适合的亲水组分有离子型或非离子型或二者拼用，这些亲水组分与多异氰酸酯具有良好的相容性，作为内乳化剂有助于固化剂分散在水相中，降低混合剪切能耗。
其缺点在于亲水改性消耗了固化剂的部分NCO基，降低了固化剂的官能度。
新一代改性的亲水固化剂必须降低亲水改性剂的含量，提高固化剂的NCO基官能度，增强固化剂在水中的分散性。
还可采用叔异氰酸酯固化剂，如偏四甲基苯基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物，其主要特点为：固化剂的NCO基为叔碳原子上的基，其反应活性较低，与水反应的速度非常慢。
因此用该固化剂配制的双组分涂料，NCO基与水发生副反应的程度非常小，可制备无气泡涂膜，但其玻璃化温度高，需玻璃化温度较低和乳化能力较强的多元醇与其配制双组分涂料。
3 水性双组分聚氨酯涂料的成膜水性双组分聚氨酯涂料的成膜过程不同于溶剂型体系，成膜初期为物理干燥过程，随着水分的蒸发，分散体或乳液粒子凝聚，聚合物链相互扩散和反应。
主要影响因素有：首先，乳液粒子相互接触前的水分的蒸发量，蒸发量越大，物理成膜时间越长。
水分的蒸发量由涂料的施工固含量决定；其次，环境温度和湿度影响水分的蒸发速率；第三，多元醇和固化剂的粘弹性影响粒子的凝聚过程，粘弹性由聚合物的玻璃化温度、极性、分子量和溶剂或增塑剂含量决定；最后，聚合物粒子之间的排斥力起稳定乳液粒子的作用，乳液粒子相互接触，必须克服粒子之间的排斥力。
Brown提出涂膜形成的条件为水分产生的毛细管力克服乳液粒子变形产生的张力，用G<35γ/R来表示。
其中G为聚合物粒子的剪切模量，γ为空气-水的界面张力， R为粒子半径。
玻璃化温度较高、分子量较大的聚合物乳液具有较高的剪切模量和较差的凝聚性，其物理成膜性能差；小粒径乳液有利于凝聚，但乳液具有低固含量和高粘度，粒子达到凝聚状况必须蒸发较多的水分，影响物理成膜过程。
对于高玻璃化温度和大分子量的聚合物，要想得到良好的涂膜，必须对粒子表面进行改性，使乳液具有高固含量和低粘度，提高空气-水的界面张力有利于改善涂膜形成的条件。
化学干燥过程比较复杂，涉及到固化剂的NCO基与多元醇的羟基、水和稳定聚合物粒子的羧基等基团间的反应，反应速率取决于施工环境的温度、湿度、反应体系中催化剂含量和基团的反应活性等，具体反应如下：水性双组分聚氨酯涂料的主、副反应及其影响参数，决定双组分体系的活化期、施工、应用、成膜和干燥过程。
以丙烯酸分散体多元醇和改性的亲水多异氰酸酯固化剂组成的水性双组分聚氨酯体系为例，体系中含有胺中和剂和羟基功能化的共溶剂，主反应为多元醇与固化剂反应形成聚氨酯网络结构，副反应包括固化剂与共溶剂和中和剂的羟基、胺基、多元醇的羧基及水的反应。
固化剂与水的副反应生成胺和二氧化碳，胺立即与NCO基反应形成脲，随着水分的蒸发和涂膜的形成，二氧化碳会溶解在涂膜中或以气体形式释放。
多元醇的羧基与NCO 基反应生成酰胺，但反应速度较小；胺中和剂脱离涂膜后，羧基可能和羟基反应，该反应极大地消除了涂料体系的亲水性，改善涂膜的耐水性。
为了补充副反应消耗的NCO基，采用过量的多异氰酸酯固化剂，使涂膜含有大量的氨基甲酸酯，少量的脲键和酰胺结构等。
研究还发现，在活化期内,NCO基含量降低20%，同时伴随着PH的降低，因此，水性双组分聚氨酯涂料的活化期取决于固化剂的NCO基浓度的降低速率和双组分聚合物的结构。
双组分涂料施工后，室温下水分的蒸发相对较快，30min内在涂膜中的水含量下降到2%~3%，最终的平衡水含量为1%左右。
涂膜中的NCO浓度降低速率较慢，只有6%的NCO基参与了反应，24h后参与反应的NCO基增大到90%，完全反应需要几天。
环境湿度和温度对干燥过程有重要作用，室温固化过程约有60%的NCO基与水反应形成脲，而130℃干燥30min与水反应的NCO基含量降低到10%。
随着固化温度升高，生成氨基甲酸酯的含量越多，同时高温下NCO基与羧基反应形成的酰胺，有利于改善涂膜性能。
因此，应根据应用领域和涂膜性能要求选择固化条件，如对于工业金属涂料、汽车修补漆和清漆，采用温和的固化条件为宜。
4 催化剂对水性双组分聚氨酯涂料的成膜及性能的影响有机铋/锌复合催化剂对—NCO与—OH的反应遵循二级反应动力学规律,该催化剂的加入能将—NCO与—OH反应的表观活化能由52·52 kJ·mol-1降至47·32 kJ·mol-1,使—NCO与—OH的反应速度加快,一定程度上抑制了—NCO和水的反应。
催化剂用量对水性双组分聚氨酯涂料体系有明显的影响,当催化剂用量为0·25%时,可以获得较长施工期限、较快表干速度及及优良的涂膜性能方面的平衡。
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