1、水性聚氨酯的合成原理及其应用 河北科技大学 肖继君 提 要一、水性聚氨酯的分类二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理三、双组分水性聚氨酯的制备原理四、水性聚氨酯的应用一、水性聚氨酯的分类 按分散状态分类 水溶液 分散液 乳液 按亲水基团的性质分类 阴离子 阳离子 非离子 混合型一、水性聚氨酯的分类 按水性化方法分类 内乳化法（自乳化法） 外乳化法 按使用形式分类 单组分水性聚氨酯 热固性 含封闭异氰酸酯 光固化 PUA 双组分水性聚氨酯一、水性聚氨酯的分类 内乳化法（自乳化法） 溶液法 预聚体法 熔融分散缩聚法 酮亚胺和酮连氮法 保护端基乳化法二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理1. 主要原
2、料 低聚物多元醇 多异氰酸酯 扩链剂 溶剂 封端剂 成盐剂二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理 低聚物多元醇 聚醚二元醇 聚酯二元醇 其他低聚物二元醇：聚碳酸酯二元醇 聚己内酯二元醇 聚丁二烯多元醇 蓖麻油类多元醇 丙烯酸酯多元醇 二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理 多异氰酸酯 芳香族多异氰酸酯：TDI、MDI 脂肪族多异氰酸酯：HDI 脂环族多异氰酸酯：IPDI、H-MDI二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理 扩链剂 二羟甲基丙酸（DMPA) 二羟甲基丁酸（DMBA) 氨基磺酸盐 羟基磺酸盐二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理 溶剂 丙酮 丁酮 甲乙酮 二氧六环 二、自乳化法制备单
3、组分水性聚氨酯的原理 封端剂 醇类 酚类 肟类 二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理 成盐剂 三乙胺 氨水 氢氧化钠 二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理2. 单组份水性聚氨酯的合成原理 预聚体的制备 中和 扩链、分散二、自乳化法制备单组分水性聚氨酯的原理2. 单组份水性聚氨酯的合成原理三、双组分水性聚氨酯的制备原理1. 水性含羟基组分 端羟基的聚氨酯水分散体 水性聚酯多元醇 水性丙烯酸酯多元醇 水性丙烯酸聚氨酯2. 水可分散的多异氰酸酯组分三、双组分水性聚氨酯的制备原理1. 水性含羟基组分 端羟基的聚氨酯水分散体三、双组分水性聚氨酯的制备原理2. 水可分散的多异氰酸酯组分三、双组分水性聚
4、氨酯的制备原理2. 水可分散的多异氰酸酯组分三、双组分水性聚氨酯的制备原理2. 水可分散的多异氰酸酯组分CONN R NCORNCOH2CCH2NRNCOHNSOHOONCH3CH3CONN R NCORNHH2CCH2NRNCOCON-O3S四、水性聚氨酯的应用1. 水性聚氨酯涂料 水性木器漆 汽车修补漆 船舶漆 建筑涂料 皮革涂饰剂 合成革浆料 织物涂层 涂布纸四、水性聚氨酯的应用1. 水性聚氨酯涂料 皮革涂饰剂 涂饰是皮革制造过程中的一个重要环节。 涂饰可增加皮革美观和耐用性能、提高皮革档次、增加花色品种和扩大适用范围。 常见的皮革涂饰剂：酪素涂饰剂 丙烯酸涂饰剂 硝化纤维涂饰剂 聚氨酯
5、涂饰剂四、水性聚氨酯的应用1. 水性聚氨酯涂料 皮革涂饰剂 水性聚氨酯涂饰剂的特点 生产安全环保 成膜性能好、遮盖力强、粘结牢固、耐低高温、耐水、耐磨、有弹性 涂饰后的成革手感丰满、舒适。 水性聚氨酯涂饰剂的研究开发特点 工艺上、制备方法、皮革应用方面四、水性聚氨酯的应用1. 水性聚氨酯涂料 皮革涂饰剂 涂饰剂的发展趋势 水性聚氨酯涂饰剂逐渐占主导地位 单一涂饰剂向复合型及多功能涂饰剂发展 单组分慢慢向双组分过渡 四、水性聚氨酯的应用 实例：植物油改性水性聚氨酯工艺路线预聚反应引入亲水扩链剂聚醚多元醇二羟甲基丁酸丙 酮中和剂扩 链扩链剂中 和分 散乳 液蒸馏水降 粘IPDI醇解物四、水性聚氨酯
6、的应用 实例：植物油改性水性聚氨酯 a. 醇解 CH3CH2CCH2OHCH2OHCH2OH + HCH2CH2COO C R1COR2O C R3CH3CH2CCH2OHCH2OHCH2O COR + HC OHCH2OCH2OHOOLiOHCOR四、水性聚氨酯的应用 实例：植物油改姓水性聚氨酯 b. 预聚体的制备 HO OH + 2 OCN R NCOOCN R NH CO OCOONH R NCOCCH2OHCH2OHCOOHOCN R NH CO CO NHR NH CO CH2C CH2COOHCH2CH3OOOCO NH R NH CO CO NH R NCOOOOCH3CH2四、
7、水性聚氨酯的应用实例：植物油改性水性聚氨酯 c. 中和 OCN R NH CO CO NHR NH CO CH2C CH2COOHCH3OOOCO NH R NH CO CO NH R NCOOOONC2H5C2H5C2H5OCN R NH CO CO NHR NH CO CH2C CH2COO NH(C2H5)3CH3OOOCO NH R NH CO CO NH R NCOOOO四、水性聚氨酯的应用实例：植物油改性水性聚氨酯 d. 扩链 、分散 OCN NCO +NH2CH2CH2NH2NH C NH CH2CH2NH C NHOO四、水性聚氨酯的应用2. 水性聚氨酯胶粘剂 汽车胶粘剂 木材
8、胶粘剂 鞋用胶粘剂 服装用胶粘剂 复合软包装用胶粘剂四、水性聚氨酯的应用2. 水性聚氨酯胶粘剂复合软包装用胶粘剂a.复合软包装材料的特点 功能：屏蔽、可印刷、热封 应用领域：食品、医药、化妆品、办公用品等 复合薄膜的基本材料：纸、塑料、铝箔、干法纸 复合薄膜的形式：玻璃纸/塑料、纸/塑料、塑料/塑料、纸/金属箔、塑料/金属箔、玻璃纸/塑料、金属箔等 四、水性聚氨酯的应用2. 水性聚氨酯胶粘剂复合软包装用胶粘剂b. 复合软包装用胶粘剂的特点 粘合性要好 胶粘剂应具有一定柔软性 耐寒性及耐热性 抗介质性好 安全卫生性四、水性聚氨酯的应用2. 水性聚氨酯胶粘剂复合软包装用胶粘剂c.复合软包装用胶粘剂
9、的应用现状 复合材料Al/CPP镀Al/CPPCPP/CPP剥离强度/Nm-1233160433四、水性聚氨酯的应用c.复合软包装用胶粘剂的应用现状 复合薄膜T型剥离强度/Nm-1外观初粘力室温/24h室温/4850/5h50/10hCPP/CPP223.3474.7616.7734.7825.3透明、无斑点CPP/PET镀铝膜32.034.038.774.790.0透明、无斑点CPP/PE232.0484.0631.3754.7905.3透明、无斑点CPP/PET镀铝膜50.070.090.084.0117.3透明、少量斑点PE/PE256.7512.0637.3763.3薄膜拉断透明、无斑点四、水性聚氨酯的应用c.软包装的复合工艺干法复合挤出复合无溶剂复合共挤出复合
