水性聚氨酯合成過程及所需原料簡介

水性聚氨酯的合成反應(yīng)按照化學(xué)機理聚合機理分類屬于逐步聚合反應(yīng)，合成過程包括預(yù)聚：多異氰酸酯和大分子多元醇反應(yīng)；擴鏈：通過引入小分子擴鏈劑和親水?dāng)U鏈劑劑來增大水性聚氨酯分子量。中和：通過將引入的親水?dāng)U鏈劑中和成鹽，使之可以分散在水中。乳化：將成鹽的預(yù)聚體告訴分散在水中。所以水性聚氨酯合成的原料包括多異氰酸酯、大分子多元醇、親水?dāng)U鏈劑、中和劑、水，還有調(diào)節(jié)反應(yīng)體系黏度的溶劑丙酮。

多異氰酸酯：常用的品種有TDI、MDI等芳香族二異氰酸酯，HDI等脂肪族二異氰酸酯和IPDI、H-MDI等脂環(huán)族二異氰酸酯等。其中，脂肪族或脂環(huán)族聚氨酯的耐水解性比芳香族的聚氨酯好，儲存也更穩(wěn)定，更重要的是其具有優(yōu)異的耐黃變性能，高品質(zhì)的水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂環(huán)族的異氰酸酯原料。

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、聚四氫呋喃醚、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轉(zhuǎn)，具有較好的柔順性，較好的低溫性能，并且醚基不易水解，耐水性能優(yōu)于聚酯型聚氨酯。但由于聚酯本身的耐水解性較差，故一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其儲存周期相對較短。

擴鏈劑：小分子擴鏈劑有1,4-丁二醇、乙二醇、已二酸醇、乙二胺等，親水?dāng)U鏈劑是對端異氰酸酯及的聚氨酯預(yù)聚體進行擴鏈的同時引入親水性基團的物質(zhì)，分為陰離子型、陽離子型和非離子型三種，常用的有二羥甲基丙酸（DMPA）、乙二氨基乙磺酸鈉、二乙烯三胺、甲基二乙醇胺等。這些結(jié)構(gòu)中通常帶有羧基、磺酸基或仲氨基，當(dāng)其側(cè)鏈掛到聚氨酯分子鏈上，會使聚氨酯鏈段上帶有能被離子化的功能性集團。

中和劑：也叫成鹽劑，能將羧基、磺酸基等基團反應(yīng)形成聚合物鹽或者生成離子基團的試劑。陰離子型水性聚氨酯使用的中和劑主要有三乙胺、氨水、氫氧化鈉等，陽離子型水性聚氨酯使用的中和劑主要有醋酸、CH₃I、環(huán)氧氯丙烷等。

溶劑：常用的溶劑是丙酮，因為水性聚氨酯在反應(yīng)過程中黏度會增大，導(dǎo)致攪拌困難，反應(yīng)不充分，加入丙酮以降低粘度，利于攪拌使反應(yīng)充分。丙酮沸點低，合成后將水性聚氨酯中的丙酮脫除即可。