水性聚氨酯合成过程及所需原料简介

水性聚氨酯的合成反应按照化学机理聚合机理分类属于逐步聚合反应，合成过程包括预聚：多异氰酸酯和大分子多元醇反应；扩链：通过引入小分子扩链剂和亲水扩链剂剂来增大水性聚氨酯分子量。中和：通过将引入的亲水扩链剂中和成盐，使之可以分散在水中。乳化：将成盐的预聚体告诉分散在水中。所以水性聚氨酯合成的原料包括多异氰酸酯、大分子多元醇、亲水扩链剂、中和剂、水，还有调节反应体系黏度的溶剂丙酮。

多异氰酸酯：常用的品种有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯，HDI等脂肪族二异氰酸酯和IPDI、H-MDI等脂环族二异氰酸酯等。其中，脂肪族或脂环族聚氨酯的耐水解性比芳香族的聚氨酯好，储存也更稳定，更重要的是其具有优异的耐黄变性能，高品质的水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族的异氰酸酯原料。

大分子多元醇：水性聚氨酯合成所用的大分子多元醇主要是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、聚酯酰胺、丙烯酸多元醇等等。其中聚醚型聚氨酯中的醚基易旋转，具有较好的柔顺性，较好的低温性能，并且醚基不易水解，耐水性能优于聚酯型聚氨酯。但由于聚酯本身的耐水解性较差，故一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其储存周期相对较短。

扩链剂：小分子扩链剂有1,4-丁二醇、乙二醇、已二酸醇、乙二胺等，亲水扩链剂是对端异氰酸酯及的聚氨酯预聚体进行扩链的同时引入亲水性基团的物质，分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种，常用的有二羟甲基丙酸（DMPA）、乙二氨基乙磺酸钠、二乙烯三胺、甲基二乙醇胺等。这些结构中通常带有羧基、磺酸基或仲氨基，当其侧链挂到聚氨酯分子链上，会使聚氨酯链段上带有能被离子化的功能性集团。

中和剂：也叫成盐剂，能将羧基、磺酸基等基团反应形成聚合物盐或者生成离子基团的试剂。阴离子型水性聚氨酯使用的中和剂主要有三乙胺、氨水、氢氧化钠等，阳离子型水性聚氨酯使用的中和剂主要有醋酸、CH3I、环氧氯丙烷等。

溶剂：常用的溶剂是丙酮，因为水性聚氨酯在反应过程中黏度会增大，导致搅拌困难，反应不充分，加入丙酮以降低粘度，利于搅拌使反应充分。丙酮沸点低，合成后将水性聚氨酯中的丙酮脱除即可。