水性聚氨酯组成及应用

水性聚氨酯树脂是将聚氨酯分散在水中形成的均匀乳液，具有不燃、气味小、不污染环境节能、操作加工方便等优点。

中文名	水性聚氨酯树脂	应    用	皮革涂饰剂、涂料、黏合剂等领域
合成实例	阴离子型水性聚氨酯的合成	分    类	聚氨酯水溶液、聚氨酯水分散体和聚氨酯乳液

 

水性聚氨酯的组成

水性聚氨酯主要由大分子多元醇、多异氰酸酯、亲水扩链剂、扩链剂、成盐剂、催化剂、交联剂和其它助剂组成。

大分子多元醇

构成聚氨酯（PU）的柔性链段—软段，常温呈无规卷曲状，使PU具有一定的柔顺性，其结构与分子量影响PU的耐水性、耐溶剂性、硬度和粘结性、涂层手感等性能。常用的多元醇有己二酸系聚酯多元醇、聚丙二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内脂多元醇、端羟基聚二甲基硅氧烷等。

多异氰酸酯

构成PU的刚性链段—硬段，内聚能大，室温硬段微区呈玻璃态次晶或微晶，其结构影响PU的耐候性、硬度、耐溶剂性、耐低温性和耐磨性等性能。常用的脂肪族多异氰酸酯有异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯，1,4-环己烷二异氰酸酯等，芳香族多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯等。

扩链剂

扩链剂主要作用为增加聚氨酯分子量，提供硬段含量。常用的有小分子醇类扩链剂和胺类扩链剂，如：乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、丙二醇、异佛尔酮二胺、乙二胺等。

亲水扩链剂

水性聚氨酯的重要原料，提供亲水官能团，常用的亲水扩链剂有二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、乙二胺基乙磺酸钠、N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺等。

成盐剂

与亲水官能团反应，提供稳定的乳液。常用的成盐剂有三乙胺、氨水、氢氧化钠、乙酸、盐酸等。

催化剂

选择性调控-NCO与-OH和H2O的反应速率，常用的催化剂有叔胺类和有机金属类催化剂，如：三乙胺、N,N-二甲基环己胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸丁基锡、异辛酸铋、乙酸钾等。

交联剂

将线性PU交联为体型，提高PU的耐水性、硬度和耐溶剂性等。常用的交联剂有三羟甲基丙烷、三乙醇胺、甘油、二乙烯三胺等。

其它助剂

根据行业使用需求和法律法规要求，常常需要添加消泡剂、流平剂、触变剂、光稳定剂、抗氧剂等。

水性聚氨酯的应用

水性聚氨酯具有低VOC、气味小、不燃、易改性和优良的机械性能的优点，被广泛应用于胶粘剂、油墨、皮革涂饰剂、汽车漆和高级木器漆等行业领域。

水性聚氨酯胶黏剂

水性聚氨酯黏合剂黏结性能好，胶膜物性可调节范围大，除可用作各种基材的涂层胶外，还可用于多种基材的黏结，目前已经广泛使用在鞋胶、汽车内饰胶、真空吸塑胶、木工胶等。

水性聚氨酯涂层

水性聚氨酯作为涂饰剂具有良好的耐寒性、耐溶剂、成膜性、耐曲折、耐干湿擦、粘合力等优点，已经广泛使用在皮革涂饰剂、织物涂层、汽车清漆等。

水性聚氨酯油墨连接料

水性聚氨酯作为油墨连接料，具有优异的附着力、展色性、柔韧性及耐磨性等。

随着国家环保管控政策日趋完善，水性聚氨酯的发展迅速，势必会逐步取代油性聚氨酯，目前水性聚氨酯皮革涂饰剂，水性聚氨酯鞋胶，水性聚氨酯真空吸塑胶已成为行业主流产品。