水性聚氨酯樹脂是指以水作為分散介質(zhì)的聚氨酯。進(jìn)入90年代，隨著人們環(huán)保意識(shí)以及環(huán)保法規(guī)的加強(qiáng)，環(huán)境友好的水性聚氨酯的研究、開發(fā)日益受到重視，其應(yīng)用已由皮革涂飾劑不斷擴(kuò)展到涂料、黏合劑等領(lǐng)域，正在逐步占領(lǐng)溶劑型聚氨酯的市場，代表著涂料、黏合劑的發(fā)展方向。令人奇怪的是，在水性樹脂中，水性聚氨酯仍然也是youxiu樹脂的代表，是現(xiàn)代水性樹脂研究的熱點(diǎn)之一。

a水性聚氨酯大單體制備

向帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、N2入口和冷凝回流的四口玻璃燒瓶中加入PPG、HDO、DMPA，100oC下真空干燥脫水2h，降溫至800C，加入和N-甲基吡咯烷酮，攪拌使DMPA全部溶解后，開始滴加TDI和丁酮(50/50，massratio)混和液， 約1h滴完，向其中加入二正丁基錫二月桂酸酯，持續(xù)攪拌反應(yīng)4h;冷卻至600C，加入對(duì)苯二酚，滴加HEA，20min滴完，保溫反應(yīng)4h;加入乙醇，反應(yīng)1h;加入TEA中和0.5h;加入水，強(qiáng)烈分散0.5h，旋出丁酮，得半透明水性聚氨酯大單體(WPU)，固含量30%(massratio)。

b核-殼結(jié)構(gòu)水性丙烯酸-聚氨酯雜化體制備

取上述WPU大單體溶液加入于帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝管和恒壓滴液漏斗的四口玻璃燒瓶中，將MMA、BA、HEA和MAA混合，取其30%加入反應(yīng)瓶，升溫至850C，攪拌30min溶漲膠粒，將過硫酸鉀配成5%的溶液，取其20%加入反應(yīng)瓶;攪拌聚合1h，從滴液漏斗同時(shí)滴加單體溶液和引發(fā)劑溶液，3.5h滴加完畢，在850C繼續(xù)反應(yīng)1h，升溫900C，繼續(xù)反應(yīng)1h后，冷卻至600C，加TEA調(diào)整PH值為8.0~8.5，降溫至室溫，400目網(wǎng)過濾，即得到水性丙烯酸-聚氨酯雜化乳液。

折疊編輯本段改性

(1)內(nèi)交聯(lián)法

為提高涂膜的機(jī)械性能和耐水性，可直接合成具有適度交聯(lián)度的水性聚氨酯，通常可采用以下方法加以實(shí)現(xiàn):

①在合成預(yù)聚物時(shí)，引入適量的多官能度(通常為三官能度)的多元醇和多異氰酸酯，常用的物質(zhì)為TMP、HDI三聚體、IPDI三聚體等。

②脂肪族水性聚氨酯可以采用適量多元胺進(jìn)行擴(kuò)鏈，使形成的大分子具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，常用的多元胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺等。

③同時(shí)采用(1)和(2)兩種方法。

對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行內(nèi)交聯(lián)改性，關(guān)鍵要掌握好內(nèi)交聯(lián)度，內(nèi)交聯(lián)度太低，改性效果不明顯，若太高將影響其成膜性能。

(2)自交聯(lián)法

所謂自交聯(lián)法是指在水性聚氨酯成膜后，能自動(dòng)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，提高涂膜的交聯(lián)度，改善涂膜的性能。因此必須對(duì)水性聚氨酯的大分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性。例如可以引入干性油脂肪酸(雙鍵結(jié)構(gòu))以及多烷氧基硅單元等方法加以實(shí)現(xiàn)，使得其在成膜后能發(fā)生自動(dòng)氧化交聯(lián)反應(yīng)和水解縮合反應(yīng)，提高綜合性能。該法應(yīng)用較廣，市場上已有相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)市。

(3)外加交聯(lián)劑法

采用自乳化法制備的陰離子型水性聚氨酯成膜后仍含有大量的羧基，使涂膜的耐水性變差。同溶劑型雙組分PU一樣，水性聚氨酯在施工前可添加外交聯(lián)劑，成膜后與涂膜中的羧基和外交聯(lián)劑的可反應(yīng)基團(tuán)反應(yīng)，消除涂膜的親水基團(tuán)，可大幅度提高涂膜的耐水性，同時(shí)也對(duì)涂膜的力學(xué)性能有一定改善。常用的交聯(lián)劑有多氮丙啶、碳化二亞胺，以及水可分散多異氰酸酯、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧硅氧烷等。