水性聚氨酯分散体PUD及其涂料的研究和应用

水牲聚氡酯贫散体（Ｐ∽）及其涂料昀研穷和应用孔志元何庆迪殷武朱柯南璇张保利（中化建常州涂料化工研究院，２１３０１６）摘要：本文主要介绍了水性聚氨酯分散体（ＰＵＤ）及其涂料的发展概况，性能特点，生产研究情况和ＰＵＤ的制备方法，主要影响因素、改性方法及其在一些领域的应用。关键词：水性聚氨脂：水性丙烯酸聚氨酯：聚氨脂涂料１前言乳液进行物理掺混，这种方法既综合了两者的优异性能，又降低了成本，拓宽了水性ＰＵ的应用白１９３７年德国Ｏｔｔｏ．Ｂａｙｅｒ教授首次合成聚氨市场。到了八十年代中期，丙烯酸聚氨酯接枝共酯（ＰＵ）以来，因聚氨酯树脂具有优异的化学性聚体问世，后来被称作Ｈｙｂｒｉｄ杂合物，此外还有能和机械物理性，在化学领域里得到了广泛的应采用外加交联剂的方法，使涂料成膜后能进一步用。聚氨酯涂料因具有优良的耐磨性、柔韧性、交联，改善了涂膜的耐水性、耐候性、耐热性等。耐久性、防腐性和绝缘性而被广泛应用于石化设到了９０年代，国外一些公司采用聚合物中引入反备、海洋、船舶、机电、车辆、纺织、皮革、木应基团的方法，开发成功了单组分自交联型的水材、塑料、建筑等领域。但是，目前市场流行的性聚氨酯分散体，接着又有一些公司开发成功水聚氨酯涂料大多数为溶剂型的，含有大量的有机性光固化聚氨酯分散体。随着水分散型多异氰酸溶剂和一定量的游离异氰酸酯，影响人们的身体酯固化剂的问世，双组分聚氨酯涂料的研究开发健康和生活环境。随着各国环保法规对ＶＯＣ的取得了进展，从而使水性聚氨酯涂膜的性能基本限制以及对环保的重视，使得水性聚氨酯得到了上接近或达到了溶剂型双组分聚氨酯涂料的性较快的发展，已在织物、皮革、粘合剂等领域得能。至此水性聚氨酯的应用领域已扩大至木材地到了广泛应用，正逐步替代溶剂型聚氨酯。今后板、塑料、金属、混凝土等表面的涂覆。随着技术的进步和ＶＯＣ含量的严格控制以及人国内从７０年代起就开发研究水性聚氨酯，但们环保安全和健康意识的提高，水性ＰＵ将成为因种种原因，进展缓慢，到目前为止，工业化的一个重要的发展方向。水性聚氨酯品种少，产量小，基本上都是一些芳２国内外水性聚氨酯分散体技术的香族型的纯聚氨酯乳液，产品的成膜性、机械性以及耐水性较差，主要用作一般性能的皮革涂饰发展概况剂以及织物处理，高性能的皮革织物用水性聚氨在国外，自６０年代开发成功水性聚氨酯分散酯尚依赖进口。目前，我国水性聚氨酯的生产水体（ＰＵＤ）以来，水性聚氨酯作为聚氨酯涂料工甲，基本上还处于国外６０～７０年代的水平，其诸、世的一个重要组成部分得到了ｂ速发展。７０年多原因中，原材料特别是异氰酸酯原料及品种的代，通过对水性聚氨酯分散体的深入研究，逐渐缺乏是一个重要原凶。而丙烯酸改性聚氨酯水分开发出一些具有应用价值的水性聚氨酯涂料，大散体产品的生产，在我国还是个空白。９０年代，多作皮革涂饰剂和织物处理，七十年代后期，涂随着我国经济的飞速发展以及人们生活水平的提料工作者开始将水性聚氨酯分散体和水性丙烯酸高以及人民对环保的日益重视，水性聚氨酯的研首届环保型水性树研讨会论文集究开发在我国得到了重视和发展，现在国内一些高校、科研院所以及相关企业正在从事一些高性３．２制备方法能的水性聚氨酯及其涂料的研究开发，预计，不制各ＰＵＤ的方法主要分为外乳化法和自乳久将有我国自主开发生产的高性能水性聚氨酯以化法，其中外乳化法通常需加入乳化剂，并在强及丙烯酸聚氨酯水分散体及其涂料产品面向市烈搅拌下强制地将聚氨酯预聚体或其溶液分散于场，可广泛应用于皮革、织物、木材、地板、塑水中。该法也可在水中进行扩链以生成高分子的料等领域。聚氨酯乳液，外乳化法制得的聚氨酯乳液粒径较大，稳定性较差，由于使用较多的乳化剂，使产３水性聚氨酯分散体的特点及品的成膜性不良，而且涂膜的耐水性，坚韧性、其制备方法附着力较差。根据聚氨酯分子结构上的亲水基团的类型，３．１ＰＵＤ的性能特点白乳化型水性聚氨酯（ＰＵＤ）类型包括阴离子型、水性聚氨酯树脂通常可分为ＰＵ水溶液、ＰＵ阳离子型、非离子型以及非离子，离子型四种。其分散体和ＰＵ乳液三种，市场上应用的水性聚氨中以阴离子型ＰＵＤ占主导地位，通常采用加入二酯基本都是ＰＵ乳液和分散体。通常将后两类称羟甲基酸的方法来制备含羧基的阴离子型的水性为ＰＵ乳液或分散体（ＰＵＤ），水性聚氨酯分散体聚氨酯分散体。其制备方法大家所熟知的主要分（ＰＵＤ）比其他结构水性聚合物具有更多的优点，为丙酮法、预聚混合法、热熔法、酮亚胺／酮连氮而且符合环保要求，主要表现为：法，共同的特点是首先制备相对分子质量适中，端基为～ＮＣＯ的聚氨酯预聚体，不同之处主要在（１）分子组成变化范围广，可赋予分散体不同于扩链过程中。的性能特点（可软可硬）；（１）丙酮法（又称溶剂法）（２）分散于水中，无游离的异氰酸酯，无毒性；先制备成端一ＮＣＯ的较高粘度的预聚体，而（３）对底材有良好的附着力和物理机械性能，如耐磨性和耐冲击性；后加入惰性溶剂（丙酮、甲乙酮、四氢呋喃等低沸点溶剂，通常采用丙酮）降低粘度并进行扩链。（ｄ）具有良好的低温成膜性和柔韧性；在高速搅拌下加入水，通过强力剪切作用使它分（５）脂肪族异氰酸酯对光稳定，可适合户外使散于水中。然后减压蒸馏回收溶剂，即得高相对用；分子质量的聚氨酯水分散体，此法容易操作，批间重复性好，但耗用大量有机溶剂，成本高，效（６）经特制的分散体具有良好的耐水性、耐溶率低，仅限于制备线型的聚氨酯水分散体。剂性和耐化学性：（２）预聚物混合法（７）经特制的分散体可具有较高的光泽和良好的颜料展色性；此法首先制备含端一ＮＣＯ基的预聚物，预聚物相对分子质量不高或粘度较低时，可不加或加（８）施工方便，干燥速度快；少量溶剂，在胺和水的存在下同时进行扩链和分（９）和其他水性聚合物（如丙烯酸乳液）有良散。生成高相对分子质量的聚脲聚氨酯水分散体。好的相容性；该法预聚物控制十分重要，否则分散困难，生产（１０）溶剂含量少，符合ＶＯＣ排放要求，甚至无法进行，该方法制各的分散体固含量大部分在３０％＾４０％之间，通常适用于脂肪族和脂环族等反可做到零ＶＯＣ。应活性低的多异氰酸酯制备聚氨酯分散体。此法正是由于ＰＵＤ具有上述杰出的性能，经过避免使用大量的有机溶剂，工艺简单，便于工业３０年的发展，目前在欧美国家已广泛应用于皮化连续生产，但由于在水中进行扩链反应，扩链革、纺织、术材地板、塑料、汽车、混凝土等领剂需从水相扩散到预聚物粒子中方能与ＮＣＯ反域。应，扩链反应不能按化学定量方式进行，影响产品的质量和重现性。首届环保型水性术研讨会论文集５ｌ３）热熔法（熔融分段缩聚法）该法先合成一种含离子基团和端一ＮＣＯ的预聚物，再和尿素反应，生成亲水性的缩二脲预聚物，在熔融状态下分散于水中，与甲醛水溶液进行羟甲基化扩链反应或交联。此种方法不需有机溶剂，工艺简单，但生成的水分散体尽管具有交联结构，但相对分子质量较低。（４）酮亚胺／甲酮连氮法该法与预聚体混合法类似，不同之处在于此法采用封闭二胺和封闭联氨作潜在扩链剂，加到亲水性异氰酸酯封端的预聚物中，二者不发生作用，当水分散该混合物时，由于酮亚胺水解的速度比异氰酸酯与水反应的速度要快，释放出二元胺与预聚物反应，生成高分子的聚氨酯聚脲分散体，该法适宜于由芳香族异氰酸酯制各的水性Ｐｕ分散体。的预聚物粘度低，可以减少溶剂的用量，甚至不用溶剂。４．２聚合物二元醇的影响用于制备ＰＵＤ的聚合物多元醇可以为聚醚二元醇，聚酯二元醇，聚四氢呋喃（聚丁二醇），聚己内酯，聚碳酸酯二醇。由于聚合物多元醇对分散体涂膜的微相分离有很重要的影响，从而影响分散体各方面的性能。通常，聚酯和聚己内酯可以提供良好的耐候性、耐磨性、耐化学性以及韧性，聚醚和聚四氢呋喃则具有良好的水解稳定性和柔韧性，但耐氧化和紫外光降解性稍差。聚多元醇的链段结构也对ＰＵ软硬段相混合有重要影响，对于聚四氢呋哺（ＰＴＭＧ）和聚丙二醇（ＰＰＧ）由于ＰＰＧ上的甲基阻碍了分子链段的规整排列和结晶性，和ＰＴＭＧ相比其表面硬度及拉伸强度均较低。４影响ＰＵＤ的水分散性和物理性能的主要因素聚氨酯树脂之所以具有优异的性能是由其结构所决定的，聚氨酯水分散体也不例外。该结构通常是由交替软硬链段单元并带有少数被中和成盐的羧基等侧链的嵌段共聚物组成。软段通常由聚醚、聚酯多元醇等组成。硬段则由短链的二胺以及含离子的短链物质和异氰酸酯扩链而成，由于聚合物中两种链段的不相容性，存在微相分离。聚氨酯分散体的涂膜性能主要取决于软、硬段的微相分离程度及硬链段的浓度以及离子团的作用。下面主要就预聚物混合物法制各的ＰＵＤ，简述影响其水分散稳定性及涂膜物理机械性能的主要因素。４采用聚酯多元醇制各的ＰＵＤ由于结晶性较高，在软段微区具有更强的氢键，而且酯基和氨基甲酸酯键间形成的氢键促进了软硬段间的相混，使得涂膜的强度提高，但耐水性下降，不同种类的聚酯多元醇其耐水解稳定性相差很大。聚合物多元醇相对分子质量的大小以及其与异氰酸酯及含离子的短链物质的质量比，对分散体涂膜的强度和伸长率以及表面硬度有重要影响，多元醇相对分子质量越大，用量越多，则表面硬度越低，伸长率越大，强度越低。改变ＰＵＤ组成物质的种类和比例可以制成软硬不同的系列聚氨酯水分散体，以适合不同的需求。４３离子基团的影响（羧基含量）在预聚物混合法中，通常采用二羟甲基酸制１异氰酸酯种类的影响异氰酸酯种类及结构对ＰＵＤ的分散程度以各ＰＵＤ，其用量是影响ＰＵＤ水分散稳定性的主要因素，在ＰＵＤ中，其平均粒径随羧基含量的增加而减小；稳定性随之增加，但体系的粘度也随之增加，涂膜的耐水性下降，而涂膜的强度（硬度）随之增加，其代表性含量通常为３％－－６％。４及涂膜物理性能等影响较大。由于脂肪族和脂环族异氰酸酯的ＮＣＯ基团与水反应的活性比芳香族异氰酸酯要低，采用预聚物混合法，制备工艺较易控制，容易制备分散稳定的ＰＵＤ，通常情况下预聚物混合法制备ＰＵＤ常用的异氰酸酯为ＩＰＤＩ，Ｈ１２ＭＤＩ和ＴＭＸＤＩ。Ｈ１２ＭＤＩ结构对称性４预聚物分子量的影响预聚物相对分子质量的大小直接影响到水分好，有利于软硬段间的微相分离，其涂膜的力学性能要优于ＩＰＤＩ和ＴＭＸＤＩ，采用ＴＭＸＤＩ合成散的稳定性和物理机械性能，预聚物相对分子质量大小取决于预聚物中的一ＮＣＯ／一ＯＨ比例。一ＮＣＯ／ＯＨ大，则预聚物相对分子质量较小，粘首届环保型水性树研讨会论文集５２度低，尽管容易分散到水中，但制得的分散体粒径大，水分散性差，但是聚氨酯结构中，硬相组分增加，涂膜硬度高。一ＮＣＯ／ＯＨ小，则预聚物相对分子质量太大，粘度大，需加入大量溶剂进行水分散。水分散后稳定性较好，但由于聚氨酯结构中氨酯甲酸酯键减少，硬相组分减少，涂膜的硬度、强度降低，性能变差，通常需选择合适的ＮＣＯ／一ＯＨ比以控制预聚物的相对分子质量，使得制备的ＰＵＤ既具有良好的分散稳定性和工艺可操作性，又有较好的物理机械性能。４质为ＴＭＰ、ＨＥ）／三聚体、ＩＰＤＩ三聚体等。（２）采用适量多元胺进行扩链，使形成的ＰＵＤ具有微交联结构，常用的多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺等。（３）同时采用（１）和（２）两种方法，制备预交联型的ＰＵＤ。对ＰＵＤ进行预交联改性，关键要掌握好预交联度，要兼顾生产工艺的可操作性和制备的ＰＵＤ的可施工性。５５扩链剂的影响通常，制备ＰＵＤ的扩链剂为二官能度的二醇２后交联型（自交联型）所谓后交联型ＰＵＤ是指ＰＵＤ在成膜后，能和二胺类等，由于脂肪胺与一ＮＣＯ反应速度比水和一ＮＣＯ反应速度快得多，在预聚物混合法中，通常选用胺作为扩链剂，这样制备的ＰＵＤ分散性和物理机械性较好。通常用作ＰＵＤ的扩链剂为水合肼、乙二胺、己二胺、异佛尔酮二胺以及甲基戊二胺、二乙烯三胺等。随着扩链剂宫能度的增加，涂膜的强度、表面硬度以及耐水、耐溶剂性普遍提高，因此采用二／ｉ胺作为扩链剂，生成的ＰＵＤ涂膜的综合性能通常比二胺类作扩链剂的要好。此外采用胺扩链的ＰＵＤ其涂膜的硬度、强度比醇类作扩链剂的要高。但是胺类扩链剂的链长对ＰＵＤ涂膜的硬度影响不大。自动进行化学交联，提高涂膜的交联度，改善涂膜的性能，这可以通过在聚氨酯结构中引入干性油（双键结构）以及硅氧烷等方法来实现，使得ＰＵＤ在成膜后能发生自动氧化交联反应和水解缩合反应。５．３外加交联剂采用预聚物混合法制备的阴离子型ＰＵＤ成膜后通常含有大量的羧基，影响涂膜的耐水性。和溶剂型双组分ＰＵ一样，ＰＵＤ在施工前可添加外交联剂，成膜后与涂膜中的羧基反应，消除涂膜的亲水基团，大幅度提高涂膜的耐水性，同时也适当提高了涂膜的力学性能，常用的交联剂有多氮丙啶、碳化二亚胺、水分散多异氰酸酯以及水分散环氧树脂、三聚氰胺、环氧硅氧烷等。５提高ＰＵＤ的物理机械性能的方法按通常方法制各的ＰＵＤ大多是线型聚合物，其内部可通过氢键而形成物理交联，但缺乏化学交联，因此，其涂膜的耐水性、耐溶剂和物理机械性能较差，使其应用受到了限制。为了提高ＰＵＤ的性能，扩大其应用范围，必须对ＰＵＤ进行改性，以提高其涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐化学性以及机械性能，同时降低生产成本，这些性能的改进可通过在ＰＵＤ结构巾引入交联结构以及和其他材料共混等方法来实现。５５．４其它交联方法其它交联改性技术有采用脲丁酮作“内交联剂”以及采用紫外光固化技术。５．５采用丙烯酸酯进行改性采用丙烯酸酯对ＰＵＤ进行改性通常有两种方法：物理改性和化学改性，前者主要是将所需性能的丙烯酸酯类乳液和ＰＵＤ进行物理拼混，以提高ＰＵＤ的物理机械性能（硬度、抗张强度），改善丙烯酸乳液的成膜性能，同时降低使用成本，采用此种方法改性所采用的丙烯酸乳液其离子稳定性以及对溶剂的亲和性要好，否则可能会因此破乳。化学改性主要是制备以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳的无皂核壳乳液，该方法主要是采用丙术研讨会论文集１预交联为提高ＰＵＤ涂膜的机械性能和耐水性，可直接合成具有适度交联度的ＰＵＤ，这通常可通过以下方法加以实现：（１）在合成预聚物时，可引入适量的多官能度（通常为三元）的多元醇和多异氰酸酯，常用物首届环保型水性烯酸酯类单体作溶剂，制备端ＮＣＯ预聚物。水分散扩链后制得含有丙烯酸酯类单体的ＰＵＤ分散液，然后通过自由基引发聚合，制得丙烯酸改性的聚氨酯水分散体。由于丙烯酸酯类单体不溶于水中，而被包封在聚氨酯粒子中，通过聚氨酯中被中和的羧基提供乳化稳定作用，这样可制备出一种以丙烯酸为核，聚氨酯为壳的无溶剂、无游离乳化剂的水分散体，它兼具聚氨酯和聚丙烯酸酯两者的优点，同时又降低了成本，因此被誉为“第三代水性聚氨酯”，此合成技术是ＰＵＤ以及丙烯酸乳液合成技术上的创新和一大突破。（清漆和色漆）中常用的助剂主要有成膜助剂（聚结剂）、漆膜开放剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、消光剂、润湿分散剂、防冻剂以及其它特殊助剂，表１是ＰＵＤ涂料中通常需用的一些助剂及其加量。聚氨酯水分散体的成膜机理与乳液成膜机理相似，经过充填、融合、扩散三个阶段。尽管ＰＵＤ的低温成膜性很好，大多数的ＰＵＤ其最低成膜温度（ＭＦＩ＇）小于０℃，但是一些涂膜比较硬的ＰＵＤ特别是一些硬质的丙烯酸聚氨酯分散体，其ＭＦＦｒ较高，需加入一些高沸点的溶剂帮助其成膜。在ＰＵＤ中，成膜助剂（聚结剂）的加入起两个作用，一是降低ＭＦＩ＇；二是延长ＰＵＤ涂膜的开放时间，由于ＰＵＤ干燥速度快，在温度较高和湿度小的环境下，很快就会干结成膜，高沸点、挥发慢的成膜助剂的加入可以延缓ＰＵＤ的干燥速度，延长涂膜的开放时间，防止漆液表面结皮，同时改善ＰＵＤ的施工性，特别是在夏天。但是高沸点溶剂的加入，会延长ＰＵＤ涂膜性能达到最佳的时间，因此，为了获得ＰＵＤ涂膜的稳定的性能数据，其涂膜必须经充分干燥后再作检验。通常ＰＵＤ涂膜在常温下需干燥１５ｄ以上其性能方能达到最佳。由于水的表面张力较高，因此，ＰＵＤ的表面张力较高，为了使ＰＵＤ聚结成膜后能够润湿其所用的底材，必须加入润湿剂（通常为一些表面活性剂）以降低ＰＵＤ的表面张力。通常，ＰＵＤ的粘度为０．０３－４３１Ｐａ・ｓ，配制涂料后，有必要给予增稠，常用的增稠剂有纤维素、丙烯酸碱溶胀型以及聚氨酯类缔合型增稠剂，ＰＵＤ涂料通常使用聚氨酯缔合型增稠剂。纤维素类增稠剂易被微生物降解，易发霉，丙烯酸碱溶胀型增稠剂会引起ＰＵＤ涂料发乳，影响涂料的外观，在ＰＵＤ清漆中较少使用，但是，缔合型增稠剂的过量使用，会引起ＰＵＤ涂料的分水和分层。和其他水性涂料如乳胶漆一样，ＰＵＤ涂料的消泡是获得好的涂膜外观的关键，通常ＰＵＤ涂料的消泡呵通过采用不溶于水或部分溶于水的一些成膜助剂如Ｔｅｘａｎｏｌ酯醇、丙二醇苯醚和加入消泡剂（通常为有机硅改性的）两种方式进行消泡。５．６采用有机硅氧烷进行改性有机硅树脂具有良好的低表面能，具有耐高温、耐水性、耐候性及透气性好等优点，已被广泛用于聚氨酯的改性。改性方法通常有两种方法：一种方法是将含羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体和二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引入到ＰＵＤ中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善ＰＵＤ的性能，另一种方法是在丙烯酸聚氨酯水分散体杂化物中采用带乙烯基的硅氧烷单体和丙烯酸单体共聚，将有机硅氧烷引入到丙烯酸聚氨酯分散体中，可改善分散体的耐水性和力学性能。６ＰＵＤ涂料的配制尽管ＰＵＤ本身具有许多优良的性能，但是成为实际使用的涂料，必须加入许多必要的助剂来改善其施工性和涂膜外观。合理选择助剂对于配制性能好的ＰＵＤ涂料是至关重要的。ＰＵＤ涂料表１ＰＵＢ涂料中常用的助剂及加量名称成膜助剂（聚结剂）漆膜开放＊４消泡齐』流平剂增稠剂润湿分散剂消光剂微粉蜡及蜡分散体其它助剂（杀菌剂、防冻剂、抗氧剂、附着力促进剂、紫外光吸收剂、闪锈抑制剂等）加量／％：｝篡怒篙艟消泡剂的选择不但要消除ＰＵＤ涂料表面的气泡，同时要能消除ＰＵＤ涂料内部的微泡。对于配制一些有光的ＰＵＤ涂料，涂料消泡是至关重要的。首届环保型水性树研讨会论文集—』澎耀；薯号暑鼍詈量暑詈詈昌昌；；；一一表２制造商德国ＢａｙｅｒＡｖｅｃｉａ（原Ｚｅｎｅｃａ或Ｉｄ）ＷｉｔｃｏＡｉｒｐｒｏｄｕｃｔｓＩ＝ｂ‘ｉＩ；；Ｊ国内又有许多科研单位、高校ＰＵＤ的主要制造商和商品名称商品名Ｂａｙｈｙｄｒｏｌ、Ｂａｙｂｏｎｄ、ＢａｙｄｅｒｍＮｅｏｐａｃ、ＮｅｏＲｅｚ、ＮｅｏＲａｄ及企业加入了ＰＵＤ的研究之列，主要研究开发高性能的可用于木材、金属以及混凝土表面的ＰＵｂ，并取得了一定的成果，已开始有产品逐步面向市场。常州涂料院经过将近５年的试验开发，并承担国家“８６３”项目“水性聚氨酯及丙烯酸聚氨酯水分散体制备及应用”的研究，采用预聚物混合法以及核壳无皂聚合技术，已开发出性能较好的硬质聚氨酯及丙烯酸聚氨酯系列水分散体，主要用于木材等硬质基材表面的涂覆，该系列水分散体具有较高的硬度和耐性，如耐水性，以适应目前我国家庭装璜用涂料水性化的趋势。其树脂主要性能指标见表３、４。８ＷｉｔｃｏｂｏｎｄＨｙｂｒｉｄｗｒＴｍＤａｏｔａｎＳａｎｃｕｒｅＳｏｌｕｃｏｔｅＨＤＵｃｅｃｏａｔＣｙｄｒｏｔｈａｎＳｏｌ＿ｕｔｉａ｛原Ｈｏｅｃｈｓｔ）ＳａｒｌｒｌｃｏｒＳｏｌｕｏｌ美国ＨａｕｔｈａｗａｙＵｃｂＣｙｔｅｃ荷兰Ｓｔａｈｌ聚氨酯水分散体和其它水性聚合物相比，其对颜料的润湿比较差，因此，由其直接制备色漆较为困难，可行的办法是和乳胶漆制各一样，采用水性分散剂将颜料填料分散制成色浆后，再将色浆慢慢掺入到水性聚氨酯涂料中调配。ＰＵＤ的应用水性聚氨酯分散体的技术经过３０多年的发展已日趋完善，由于其具有良好的耐磨性、强度、７国内外水性聚氨酯分散体的产品品种国外生产水性聚氨酯分散体（ＰｕＤ）及其涂料的公司很多，表２是世界各地ＰＵＤ的主要制造商及商品名称。上述各公司生产的ＰＵＤ有脂肪族、芳香族聚氨酯型，有丙烯酸聚氨酯分散体（杂化物），有紫外光固化聚氨酯型，有氧化干燥的自交联聚氨酯分散体等，主要用于皮革、塑料、汽车、木材、织物、地板等领域。其中以皮革、织物、木材用ＰＵｂ居多。在国内ＰＵＤ生产企业不多，产品品种少，质量档次较低，其中生产的ＰＵＤ主要用于织物和皮革上，产品性能不理想，耐水性及力学性能比较差，能用于其他领域如木材、地板及汽车上的ＰＵｂ品种单一，基本上都是芳香族纯聚氨酯型的，目前国内ＰＵＤ生产单位主要为一些皮革化工厂和聚氨酯制品厂，研究单位主要为一些高校及研究所，主要针对皮革用ＰＵＤ进行研究开发和生产。由于新的市场需求以及环保的要求，近年来首届环保型水性低温柔韧性以及施工方便、干燥速度快、环保等特点，在许多领域得到了推广应用。在国外，ＰＵＤ已在皮革、织物、木材、塑料、纸张、金属材料、混凝土等方面得到广泛应用，现加以简单介绍。８１皮革和织物ＰＵＤ在皮革加工和织物处理上替代溶剂型ＰＵ取得了很大的成功。目前世界上ＰＵＤ在皮革和织物上二的用量最大。采用ＰＵＤ涂饰的皮革制品具有光泽高、手感好、耐磨耗、弹性好、耐低温和耐挠屈性好等特点，克服了丙烯酸乳液类涂饰剂“热粘冷脆”、手感差的缺点。ＰＵＤ用于织物的表面处理可赋予织物柔软丰满的手感，改善织物的耐磨性、抗皱性、回弹性、透湿性、耐水性、耐热性、耐洗涤性等。８．２木器涂料ＰＵｂ的另一大应用领域是木器涂料，由于ＰＵＤ相比于丙烯酸乳液具有韧性好，耐磨性、低术研讨会论文集漆为了金属颜料的表３ＡｌｌｗｏｒｌｄＰＵ系列聚氨酯水分散体主要技术指标定向，旌工固体分项目指标很低（＜２０％），采用溶剂型底漆会产生大量的溶剂释放到大气中不利于环保，受ｖＯＣ限制，欧美已采用水性底色漆。ＰＵＤ干燥速度快，用于底色漆中有助于金属颜料的定向，并可减少罩光清漆中因溶剂表４ＡｌｌｗｏｄｄＡＰＵ系列丙烯酸聚氨酯水分散体主要技术指标的部分溶胀而产生的不利影响，而且项目指标ＰＵＤ较水性聚酯、醇酸丙烯酸涂料具有更好的耐水性和耐溶剂性，欧美国家现已将ＰｕＤ大量应用于金属底色漆中，并在汽车修补漆中也有所应用。８．４建筑涂料建筑物是未来ＰＵＤ可能最大的温成膜性好、强度大、不回粘、丰满度好等优点，应用领域之一。目前建筑用乳胶漆还不能很好地且经过特殊改性制备的交联型ＰＵＤ性能可以和解决弹性和耐沾污之间的矛盾和以及低温弹性的双组分溶剂型ＰＵ木器漆相媲美，因此，是水性问题，ＰＵＤ具有优良的弹性和低温柔韧性，而且木器漆首选的品种之一。由于目前用于木器漆的表面硬度较好，脂肪族ＰＵＤ户外耐久性优，可满ＰＵＤ的价格相对较高，市场难以承受。为降低使足建筑涂料耐老化的要求。用成本，也可将丙烯酸乳液和ＰＵＤ混合使用配制木器涂料，既兼具两者的特性，又降低成本。将ＰＵＤ和丙烯酸乳液混合使用，可以满足建筑涂料对弹性耐污性及耐候性以及合理的使用成８．３汽车领域本的要求。目前，塑料己成为汽车制造上必不可少的材８５其它用途料，如汽车的保险杠、内壳、车座、门、窗框等，由于塑料底材不宜采用高温烘烤的涂料体系，因ＰＵＤ还可用作胶粘剂、卷钢底漆、临时可剥此ＰＵＤ非常适合塑料体系，对于汽车上常用的一涂料、涂料印花粘合剂、玻璃纤维涂料，还可以些热塑性塑料，无需进行底材预处理，能获得很用于油墨印刷、石油开采等。好的附着力和外观。现在汽车涂料中的金属底色首届环保型水性树研讨会论文集