聚氨酯树脂的合成原理及工艺

水性聚 氨酯树脂是指以水为分散介质的聚氨酯。20世纪90年代，随着人们环保意识和环保法规的加强，对环保水性聚氨酯进行了研究.开发越来越受到重视，其应用已经从皮革涂料扩展到涂料.在粘合剂等领域，溶剂型聚氨酯市场正在逐渐占据，代表着涂层.粘合剂的发展方向。令人惊讶的是，在水性树脂中，水性聚氨酯仍然是不错树脂的代表，是现代水性树脂研究的热点之一。

阴离子水性聚氨酯是最重要的，芳香水性聚氨酯合成的化学原理可以用以下反应式来表示：

中和后加水乳化时，水也起到扩链剂的作用，扩链后大分子端-NCO基团转变为-NH2，进一步同-NCO通过脲基反应（-NH-CO-NH-）进一步增加水性聚氨酯的分子量。

脂肪族水性聚氨酯(如IPDI.TMXDI）它是一个单体，其活性较低。因此，它在水中的扩展是通过在水中添加乙二胺.二乙烯三胺烯三胺(多乙烯多胺)；该方法溶剂用量低，无需去除溶剂，工艺更加可靠，能够实现真正意义上的绿色工艺生产。

水基聚氨酯的合成可分为两个阶段。一阶段是预聚合，即低聚物二醇.扩链剂.水性单体.二异氰酸酯通过溶液(或本体)逐渐聚合，产生分子量为103量级的水性聚氨酯预聚体；第二阶段是中和后预聚体在水中的分散和扩展。

强制乳化法用于早期水性聚氨酯的合成。也就是说，首先制备一定分子量的聚氨酯聚合物，然后在强力搅拌下用一定的乳化剂将其分散在水中。这种方法需要添加乳化剂。乳化剂用量大，乳液粒径大.分布宽.稳定性差，很少使用。

目前，内乳化主要用于水性聚氨酯的乳化。该方法有利于将亲水离子基团或亲水嵌段引入聚氨酯大分子链：-COO-+NHEt3.SO3-+Na.-N+-Ac，-OCH2CH2-等待，乳液(或分散体)在搅拌后自乳化。这种乳液稳定性好，质量稳定。根据不同的扩链反应，自乳化法主要有丙酮法和预聚体分散法。

丙酮法

预聚中期丙酮法.在后期，使用丙酮或丁酮降低粘度。中和后，在高速搅拌下加水分散，减压去除溶剂，得到水基聚氨酯分散。该方法工艺简单，产品质量好，缺点是溶剂需要回收，回收率低，难以重复使用。中国主要采用这种方法合成普通芳香族水基聚氨酯。

预聚体分散法

即先合成带-NCO通常添加少量的端基预聚体N-甲基吡咯烷酮调节粘度，在高速混合下分散在溶解两个（或多个）元胺的水中，同时扩大链条以获得高分子量水基聚氨酯。美国和其他发达国家主要利用这种方法合成高档脂肪族水基聚氨酯。