隨著(zhù)水性聚氨酯的發(fā)展，親水聚氨酯（PU）固化劑也得到了迅速發(fā)展。但親水聚氨酯（PU）固化劑仍面臨的一些問(wèn)題，如異氰酸酯中NCO基團易與水發(fā)生反應生成CO2，殘留在涂膜中影響涂膜的外觀(guān)和降低裝飾性能;親水基團的過(guò)多引入會(huì )導致涂膜的耐水、耐化學(xué)性差，適用期短;在施工過(guò)程中封閉劑解封溫度較高等。因此，制備水分散性能好、解封溫度低的高性能親水聚氨酯（PU）固化劑是今后的重點(diǎn)研究方向。

按聚氨酯樹(shù)脂的整體結構劃分

⑴按原料及結構可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、擴鏈劑、二異氰酸酯為原料，以通常方法制備的聚氨酯分散于水所形成的乳液。

乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基樹(shù)脂水溶液或乳液中加入異氰酸酯而形成的乳液，是雙組分體系。多異氰酸酯乳液是指含親水基團多異氰酸酯乳化于水，或多異氰酸酯的有機溶液分散于含乳化劑的水而形成的乳液，也是雙組分即用即配體系，適用期較短。

封閉型異氰酸酯乳液是指分子中含有被封閉的異氰酸酯基團的聚氨酯乳液，是一種穩定的單組分體系。在制備聚氨酯乳液時(shí)司引入封閉異氰酸酯基團，也可制成封閉異氰酸酯基團含量高的乳液，用于和其他乳液體系共混，起交聯(lián)作用，水分揮發(fā)后加熱交聯(lián)。

⑵聚氨酯乳液還可細分為聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液，后者是指由聚氨酯預聚體在水中分散同時(shí)通過(guò)水或二胺擴鏈而形成的乳液，實(shí)質(zhì)上生成了聚氨酯—脲，但由于由預聚體分散法制備較為普遍，習慣上稱(chēng)為聚氨酯乳液者居多。

⑶按分子結構可分為線(xiàn)性分子聚氨酯乳液（熱塑性）和交聯(lián)型聚氨酯乳液（熱固性）。交聯(lián)型又可細分為內交聯(lián)和外交聯(lián)型。內交聯(lián)型聚氨酯乳液是在合成時(shí)形成一定程度的支化交聯(lián)分子結構，或引入可熱反應性基團，它是穩定的單組分體系。外交聯(lián)是在乳液中添加能與聚氨酯分子鏈中基團起反應的交聯(lián)劑，是雙組分體系。

⒍根據聚氨酯的水性化方法劃分

根據制備方法有多種分類(lèi)。舉例如下。

⑴自乳化法和外乳化法



對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴鏈劑HQEE)-固體是一種對稱(chēng)的芳香族二醇擴鏈劑。它與MDI有著(zhù)良好的配伍性,能明顯提高、改善制品的抗張強度、硬度和回彈性能。

HQEE/MDI是與MOCA/TDI并列的一個(gè)PU彈性體系列,使用該產(chǎn)品的PU一般用于對產(chǎn)品物理性能有高要求的領(lǐng)域.

HQEE是一種代替MOCA的新型無(wú)毒擴鏈劑。廣泛應用于MDI的PUR體系（CPU、TPU、MPU）中。能顯著(zhù)提高PUR制品的耐溫等級、力學(xué)性能（撕裂強度、剪切性、硬度、回彈性等），提高M(jìn)PU膠料儲存穩定性、防止燒焦。很好地改善和調節了PUR的性能。MDI/HQEE常用于對制品物理性能有高要求的領(lǐng)域。如：油井密封件、叉車(chē)輪胎、液壓汽缸密封件、傳送帶等PU制品，對改善高回彈微孔泡沫制品性能很有幫助。

對苯二酚二羥乙基醚(芳香族二醇擴鏈劑HQEE)-固體是主要用于二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）的一種擴鏈劑。這種擴鏈劑體系生產(chǎn)的彈性體主要作重載應用, 例如鏟車(chē)輪胎、油井和液壓設備密封、粗料槽襯里和滑冰板輪等。然而, 若對HQEE的使用性能不了解, 就不能得到最佳產(chǎn)品。

一般來(lái)說(shuō), 用MOCA為擴鏈劑生產(chǎn)彈性體的設備, 也能用于HQEE體系的生產(chǎn)。但二者的工藝是明顯不同的。HQEE和MOCA在將近相同的溫度（100℃）熔融，但MOCA會(huì )出現過(guò)冷而不結晶。HQEE不會(huì )出現過(guò)冷，但加工設備中必須保持110-116℃（最高122℃）。HQEE熔罐必須均勻加熱到110℃以上，緩慢攪動(dòng)以防止表面和罐壁上起沫。用于HQEE的工藝設備管線(xiàn)要適當地保溫和加熱, 以防止出現“ 冷點(diǎn)” 而造成管線(xiàn)堵塞和HQEE預聚物混合比的誤差。

MOCA/預聚物的混合比可在理論值的90～100%范圍內變化, 仍能得到理想的制品。然而, 對于HQEE體系, 必須精確控制二醇擴鏈劑/預聚物的比例, 才能得到最佳產(chǎn)品性能。預聚物也應保持在110℃下，并且在HQEE與預聚物混合后, 必須維持溫度以防止HQEE結晶。整個(gè)成型溫度必須保持在110-120℃之間。對于薄制件需要較高的溫度。低于上述溫度時(shí)將導致HQEE結晶出現疵點(diǎn)。烘箱或模具加熱設備必須超過(guò)所要求的成型溫度。

未催化的HQEE/MDI彈性體的流化時(shí)間, 對于薄制件(如墊圈)大約需2小時(shí);對于厚制件(如鏟車(chē)輪胎)能明顯減少脫模時(shí)間。

為了降低擴鏈劑的熔融溫度以達到降低加工溫度的目的, 可將HQEE與其它二醇、三醇和工業(yè)擴鏈劑混合使用。常用的比例是HQEE為80-90% , 二醇或三醇為10-20%。

制品的某些缺陷, 可通過(guò)改進(jìn)操作而避免。表面白霜是由于擴鏈劑/預聚物混合或成型溫度太低, 或是由于模具溫度太低而造成。模壓制品的表面刻痕是由于混合不當或模具過(guò)早關(guān)閉而引起的。模制品表面翹曲則表明模具可能關(guān)閉過(guò)晚。


自乳化法又稱(chēng)內乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無(wú)需乳化劑即可形成穩定乳液的方法。

外乳化法又稱(chēng)為強制乳化法，若分子鏈中僅含少量不足以自乳化的親水性鏈段或基團，或完全不含親水性成分，此時(shí)必須添加乳化劑，才能得到乳液。

比較而言，外乳化法制備的乳液中，由于親水性小分子乳化劑的殘留，影響固化后聚氨酯膠膜的性能，而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制備以離子型自乳化法為主。

⑵預聚體法、丙酮法、熔融分散法

自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有預聚體分散法和丙酮法。預聚體法即在預聚體中導人親水成分，得到一定粘度范圍的預聚體，在水中乳化同時(shí)進(jìn)行鏈增長(cháng)，制備穩定的水性聚氨酯（水性聚氨酯-脲）。

丙酮法屬于溶液法，是以有機溶劑稀釋或溶解聚氨酯（或預聚體），再進(jìn)行乳化的方法。在溶劑存在下，預聚體與親水性擴鏈劑進(jìn)行擴鏈反應，生成較高分子量的聚氨酯，反應過(guò)程可根據需要加人溶劑以降低聚氨酯溶液粘度，使之易于攪拌，然后加水進(jìn)行分散，形成乳液，最后蒸去溶劑。溶劑以丙酮、甲乙酮居多，故稱(chēng)為丙酮法。

丙酮法的優(yōu)點(diǎn)是丙酮、甲乙酮的沸點(diǎn)低、與水互容、易于回收處理，整個(gè)體系均勻，操作方便，由于降低粘度同時(shí)也降低了濃度，有利于在乳化之前制得高分子量的預聚體或聚氨酯樹(shù)脂，所得乳液的膜性能比單純預聚體法的好。

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