高性能和低VOC含量的水性聚氨酯在涂料行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著相關(guān)學(xué)者對(duì)水性聚氨酯結(jié)構(gòu)、性能、成膜過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理的進(jìn)一步研究，結(jié)合新的水性聚氨酯改性方法，水性聚氨酯涂料將會(huì)具有更高的性嫩嫩個(gè)，廣泛應(yīng)用于皮革、木器、塑料等領(lǐng)域。今后在合成原料上充分利用可再生資源合成水性聚氨酯涂料，重視應(yīng)用技術(shù)的研究，加強(qiáng)水性聚氨酯專(zhuān)用設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)，水性聚氨酯將會(huì)擁更大的發(fā)展和應(yīng)用空間。

下面詳細(xì)介紹幾種水性聚氨酯：

1 水性聚氨酯-丙烯酸酯樹(shù)脂

丙烯酸酯和聚氨酯兩類(lèi)聚合物在微觀狀態(tài)下制備的聚氨酯-丙烯酸酯雜化水分散體，可以彌補(bǔ)單一聚氨酯分散體自增稠差、固含量低，乳膠膜的耐水性差和單一丙烯酸酯水分散體熱黏冷脆、柔韌性差、不耐溶劑的缺點(diǎn)，可以進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。水性聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合乳液可以將聚氨酯較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度、優(yōu)異的耐磨性，與丙烯酸酯良好的附著力、耐候性、耐酸堿、較低的成本有機(jī)結(jié)合在一起。目前，研究者的主要目標(biāo)是要提高復(fù)合乳液乳膠膜的耐熱性和硬度，對(duì)于配方、工藝和應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究工作。

陳金蓮等將PU種子乳液用丙烯酸單體在室溫下溶脹24h后，在進(jìn)行種子乳液聚合，可以大大提高PUA中MMA的含量，使PUA的乳液和涂膜性能得到很大的改善；采用油溶性引發(fā)劑與水溶性引發(fā)劑組成復(fù)合引發(fā)劑體系，可使MMA的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98.6%。張初銀等選用可后續(xù)反應(yīng)單體丙烯酸酯作為合成過(guò)程的稀釋劑，制備出水性聚氨酯-丙烯酸酯雜化乳液，整個(gè)合成過(guò)程完全無(wú)溶劑，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)環(huán)境無(wú)危害等突出優(yōu)點(diǎn)，并探討了最佳工藝。結(jié)果表明：當(dāng)羧基含量在1.9%-2.1%，丙烯酸酯組分含量為40%，乳化速率為2000r/min，乳化時(shí)間為15min時(shí)可以成功制備乳液。施銳等采用60Co射線試探了水性聚氨酯-丙烯酸酯輻射聚合的可能性，通過(guò)Fourier變換紅外光譜表征了分子鏈的結(jié)構(gòu)和接枝反應(yīng)。通過(guò)計(jì)算N——H峰和Ph（C==C）峰之間的積分面積比，相對(duì)于過(guò)硫酸鉀引發(fā)，發(fā)現(xiàn)60Co射線引發(fā)后接枝效率提高了近一倍。擺桿硬度測(cè)試顯示采用60Co射線引發(fā)方式或者提高甲基丙烯酸甲酯的含量都會(huì)提高乳膠膜的硬度。

水性聚氨酯-丙烯酸酯引起了人們的廣泛興趣，被譽(yù)為“第三代水性聚氨酯”，同時(shí)，經(jīng)試驗(yàn)表明，硬段含量越高，丙烯酸酯單體的稀釋作用越明顯，對(duì)于木器涂料和金屬涂料等硬度要求高的涂料品種更具有生產(chǎn)科操作性和應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前對(duì)于水性聚氨酯-丙烯酸酯的研究已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。

2 UV（Ultraviolet）固化水性聚氨酯

UV固化樹(shù)脂具有高效、節(jié)能、高機(jī)械性能和耐性優(yōu)異等特點(diǎn)，得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)UV固化樹(shù)脂主要由含不飽和鍵低分子聚合物、活性稀釋劑以及光引發(fā)劑等組分構(gòu)成，在UV光照射下發(fā)生聚合反應(yīng)而固化。稀釋劑主要為丙烯酸酯類(lèi)單體，是一類(lèi)危害較大的VOC，而且涂膜固化后收縮較大，會(huì)影響涂層附著力。

水性聚氨酯光固化樹(shù)脂通過(guò)將反應(yīng)型單體化學(xué)鍵引入聚氨酯樹(shù)脂支鏈或主鏈上，可以解決稀釋劑不環(huán)保的問(wèn)題，同時(shí)可以發(fā)揮光固化樹(shù)脂的強(qiáng)度高和耐溶劑耐水出色的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景。白晨艷等合成了一種新型的含不飽和雙鍵單體PEDA，作為擴(kuò)鏈劑接入聚氨酯鏈中，然后通過(guò)含不飽和雙劍的單羥基化合物（HEA）進(jìn)行封端，制得了可UV固化水性聚氨酯分散體，采用這種方法制得的水性聚氨酯雙鍵含量高，分子量高，性能可達(dá)到溶劑型聚氨酯材料性能。許飛通過(guò)氨酯化反應(yīng)合成一種含雙鍵的二元醇（HIT），將其引入聚氨酯主鏈中，合成了一種新型的可UV固化水性聚氨酯。通過(guò)FTIR紅外光譜證實(shí)該二元醇合成成功并引入聚氨酯主鏈中。測(cè)試證明UV固化后涂膜具有良好的耐水耐溶劑性、較好的機(jī)械性能及耐熱性能。白晨艷等還進(jìn)行了有機(jī)硅改性顆UV固化水性聚氨酯的研究，探討了有機(jī)硅用量對(duì)樹(shù)脂性能的影響，在硅氧烷（PDMS）含量為7%左右時(shí)候樹(shù)脂具有較好的柔韌性、耐溶劑性能和表面聚水性。王小軍也進(jìn)行了此類(lèi)研究，制備的多重交聯(lián)固化水性聚氨酯涂料性能優(yōu)異。

　　當(dāng)然，可紫外光固化水性聚氨酯樹(shù)脂還有一些有待改進(jìn)的地方，諸如光引發(fā)劑的水溶性等，但不可否認(rèn)，可UV固化水性樹(shù)脂已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)品應(yīng)用階段，目前國(guó)外公司如拜耳、巴斯夫等已有此類(lèi)商品。

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