水性聚氨酯的特征及发展方向

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水性聚氨酯的特征及发展方向

作者：李菁熠

来源：《丝路视野》2016年第21期

【摘要】水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用。本文综述了水性聚氨酯的发展及其特点，介绍了水性聚氨酯的分类，包括根据亲水基团的分类与使用方法的分类等。

【关键词】水性聚氨酯；发展；分类；特点

一、水性聚氨酯的发展

聚氨酯是由多异氰酸酯和多元醇或多元胺通过逐步聚合而形成的，分子内含有大量的氨基甲酸酯基团，根据其合成分子路线，可以看出聚氨酯具有两大特点：一是反应所需活化能较低，适用于范围广；二是氨基甲酸酯链段含有大量氢键，其键能与共价键键能处于同一数量级，易于形成物理交联点，另外，聚氨酯合成原料丰富，可通过分子结构设计出不同力学性能的材料。聚氨酯的特征原料为异氰酸酯，由德国科学家乌兹（Wurtz）于1849年通过烷基硫酸盐与氰酸钾进行复分解反应首次得到。经过近一个世纪的发展，直到1937年德国拜耳首次利用异氰酸酯与多元醇化合物反应制得了各种聚氨酯树脂和聚脲化合物。二战结束后，聚氨酯工业开始了飞速发展，相继在欧美等地开始了聚氨酯的工业化生产。我国于1958年开始研究甲苯二异氰酸酯，于1965年形成了聚氨酯工业化生产，经过了数十年的研究与发展，现已取得了巨大的进步。水性聚氨酯乳液首先是作为皮革涂饰剂开始其应用的，聚氨酯胶膜具有高柔韧性、高强度、高附着力等特点，经过长期发展，已经形成了一系列具有不同用途的产品。

（一）涂层

水性聚氨酯涂层的研究思路主要有以下几个方面：一是通过与丙烯酸酯进行共聚，制备得到具有核壳结构的聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液；二是采用双组份，使用水性固化剂，提高涂层硬度，耐磨，耐水等性能；三是通过合成紫外光可固化的水性聚氨酯乳液；四是在分子结构中引入含氟、含硅、环氧基团等特殊结构的聚合物链段，提高胶膜性能。

（二）胶黏剂

水性聚氨酯胶黏剂具有粘结强度高、耐低温性能优良、使用工艺简单、分子可控性高等特点，已经广泛应用于PVC、ABS、塑料泡沫建筑材料黏结，汽车工业内饰黏结，还有木材、金属材料材料黏结等领域。一般来说，聚醚型水性聚氨酯胶黏剂柔韧性好，比较适合于柔软材料的黏结，例如皮革、包装袋等；而聚酯型水性聚氨酯胶黏剂结晶性能好，黏结强度大，比较适合表面能较低、硬度较大的材料，如木材黏结、PVC板黏结等。

（三）纸张表面施胶剂