水性聚氨酯 (W PU ) 是以水为分散介质 (替代有机溶剂 )的环境友好型材料, 以其制备的涂料广泛用于轻纺、 皮革、 木器、塑料、 建筑、 造纸、 汽车和工业维护等领域。 但是, 由于水性聚氨酯分子中引入了亲水基团, 在耐水性、 耐溶剂性、耐候性、干燥速度等方面表现欠佳, 限制了它的应用范围。 为了满足人们对环境友好型功能性涂料的需求, 研究人员通过对水性聚氨酯进行分子结构设计、 复合改性、合成工艺和成膜技术改进等方法, 制备出特殊性能的水性涂料以应对市场需求, 如在分子尺度上进行多元醇分子设计, 或将特定分子结构(或者元素 ) 引入多元醇来改变大分子主链结构, 或在微观尺度上进行纳米复合改性, 或在成膜过程引入特定官能团进行交联改性等多种方法来提升水性聚氨酯涂料的功能。 通过功能化设计制备的功能型水性聚氨酯涂料具有一般通用型水性聚氨酯涂料所不具备的性能, 如阻燃、防腐蚀、 防霉杀菌、 防涂鸦、 透明隔热等特殊性能。 本研究主要介绍水性能聚氨酯涂料的功能化设计、合成技术与应用进展。

功能型水性聚氨酯的合成技术

      功能型 W PU 利用其分子结构的可裁剪性, 结合新的合成及交联技术, 使 W PU涂料的性能达到甚至优于传统溶剂型聚氨酯涂料。 功能型 W PU 的合成技术与工艺较为复杂, 总体来说大致分为几种工艺方法, 见表 1。

功能型水性聚氨酯的合成技术