水性PU樹(shù)脂，即水性聚氨酯樹(shù)脂，PU是聚氨酯的英文polyurethane的縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱水性PU。水性PU樹(shù)脂就是通過(guò)水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的聚氨酯體系，是一種新型環(huán)保型高分子材料。因其優(yōu)異的環(huán)保性、優(yōu)良的機(jī)械性能，以及與其他水性樹(shù)脂的相容性好，水性PU樹(shù)脂被廣泛的應(yīng)用作膠粘劑、涂料、涂層類產(chǎn)品。

水性PU樹(shù)脂的合成：

  水性PU樹(shù)脂的合成一般是先將二異氰酸酯、低聚物多元醇、擴(kuò)鏈劑進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，這一步的反應(yīng)機(jī)理屬于逐步聚合反應(yīng)。反應(yīng)生成一定分子量預(yù)聚體或高分子量的PU樹(shù)脂后，再采用相轉(zhuǎn)移法將其乳化在水中，即可合成水性PU樹(shù)脂。

水性PU樹(shù)脂合成原料：

  多異氰酸酯：常用的品種有芳香族二異氰酸酯，包括TDI、MDI；脂肪族二異氰酸酯HDI和脂環(huán)族二異氰酸酯IPDI、HMDI等等。芳香族PU的力學(xué)性能較好，不過(guò)由于苯環(huán)的存在，不耐黃變、其熱活化溫度較高，限制了其應(yīng)用范圍。脂肪族或脂環(huán)族PU的耐水解性能、儲(chǔ)存溫度性也比芳香族聚氨酯要好，更具有優(yōu)異的耐黃變性能。高品質(zhì)的水性PU樹(shù)脂一般均采用脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯合成。

  大分子多元醇：水性PU樹(shù)脂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(chǔ)存周期相對(duì)較短。

  擴(kuò)鏈劑：小分子擴(kuò)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(duì)端異氰酸酯及的聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈的同時(shí)引入親水性基團(tuán)的物質(zhì)，分為陰離子型、陽(yáng)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(huì)使PU鏈段上帶有能被離子化的功能性集團(tuán)。

  中和劑：也叫成鹽劑，能將羧基、磺酸基等基團(tuán)反應(yīng)形成聚合物鹽或者生成離子基團(tuán)的試劑。陰離子型水性PU使用的中和劑主要有三乙胺、氨水、氫氧化鈉等，陽(yáng)離子型水性PU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?yàn)樗訮U在反應(yīng)過(guò)程中黏度會(huì)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(diǎn)低，合成后將水性PU中的丙酮脫除即可。

水性PU樹(shù)脂的性能優(yōu)點(diǎn)：

  1.因?yàn)榉稚⒔橘|(zhì)是水，所以無(wú)毒、不易燃燒、不污染環(huán)境、節(jié)能安全可靠。運(yùn)輸安全，工作環(huán)境好。體系中不含有毒的-NCO基團(tuán)，產(chǎn)品無(wú)有毒溶劑殘留，產(chǎn)品安全、環(huán)保。

  2.水性PU樹(shù)脂的透濕透氣性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于同類溶劑型PU產(chǎn)品，因?yàn)樗訮U樹(shù)脂的親水性強(qiáng)，因此和水的結(jié)合能力強(qiáng)，產(chǎn)品具有很好的透濕透氣性。

  3.水作為連續(xù)相，使得水性聚氨酯體系粘度與聚氨酯樹(shù)脂分子量無(wú)關(guān)，且比相同固含量的溶劑型PU粘度低，加工方便，易操作。

  4.水性PU樹(shù)脂體系可以與其他水性乳液共混或共聚共混，可降低成本或得到性能更多樣化、優(yōu)異的PU乳液。

  5.水性PU樹(shù)脂成膜性能好，粘接牢固，耐寒、耐水、耐溶劑、耐磨。因其軟硬度可調(diào)，大大的拓寬了水性PU樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域，硬的水性PU可作為水性地坪漆、水性木器漆，軟的水性PU可用作織物的柔軟涂層整理等等。

水性PU樹(shù)脂的市場(chǎng)領(lǐng)域:

  材料復(fù)合：PVC、PP、ABS、XPE、PU、PET、木材、布、紙張等材料的粘接復(fù)合；

水性PU樹(shù)脂氣味：

  一般來(lái)說(shuō)，水性pu樹(shù)脂是沒(méi)有刺激性氣味的，只有著淡淡的樹(shù)脂味道，陽(yáng)離子水性pu樹(shù)脂可以聞到輕微的酸味，如白醋味道一樣。另外針對(duì)某些行業(yè)如化妝品行業(yè)的指甲油、紋身貼等，水性pu樹(shù)脂中還可以添加香料，使產(chǎn)品有著特別的香味。

水性PU樹(shù)脂黏度：

  水性pu樹(shù)脂濃度梯度范圍很廣，黏度度小的可以有水一般流動(dòng)性能，大到可以和牙膏一樣黏稠。如需要噴涂，黏度不能太大，反之會(huì)堵住噴槍，造成施工麻煩；在做海綿與布復(fù)合或者海綿上植絨（粉撲植絨）時(shí)，需要考慮到膠水滲透到海綿中的情況，需要通過(guò)調(diào)節(jié)黏度使pu樹(shù)脂恰好可以停留在海綿表面，這樣效果最好。做瓷磚、地板、墻面縫隙美縫劑時(shí)，因?yàn)檫@些縫隙比海綿的縫隙大的多，則需要通過(guò)增稠劑把pu樹(shù)脂調(diào)成和牙膏一樣，不能有流動(dòng)性。

水性PU樹(shù)脂固含量：

  水性pu樹(shù)脂固含一般不會(huì)超過(guò)50%，在30-40%居多，這樣也有利于生產(chǎn)和運(yùn)輸。水性pu樹(shù)脂可以與水以任意比例互溶，對(duì)于某些織物整理，需要把水性pu樹(shù)脂稀釋幾十倍甚至更多，然后把織物浸潤(rùn)到水性pu樹(shù)脂乳液中，干燥后即可獲得一些特殊的性能（防起毛、提升手感、高亮等）。

水性PU樹(shù)脂pH：

  有陰離子水性pu樹(shù)脂，pH＞7；非離子水性pu樹(shù)脂，pH=7,主要針對(duì)有耐電解質(zhì)要求時(shí)使用水性pu樹(shù)脂；陽(yáng)離子水性pu樹(shù)脂，pH＜7，針對(duì)酸性環(huán)境中使用，如與其他酸性乳液共混，則可以選用陽(yáng)離子水性pu樹(shù)脂。

水性PU樹(shù)脂膜軟硬度：

  水性pu樹(shù)脂可以通過(guò)調(diào)整配方把膜可以從軟而韌調(diào)整到硬而強(qiáng)，軟的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到1500%以上，硬的硬度可以達(dá)到2H以上，大部分水性pu樹(shù)脂成膜溫度要求不是很高，低溫也可以成膜。

水性PU樹(shù)脂固化劑：

  有多異氰酸酯固化劑或氮丙啶類固化劑等，針對(duì)有耐水、耐溶劑、耐溫等要求，而水性pu樹(shù)脂本身達(dá)不到這種要求的，通過(guò)添加固化劑可以有效的提升耐水、耐酒精等性能。

水性PU樹(shù)脂相關(guān)助劑：

  水性pu樹(shù)脂主要使用的助劑有針對(duì)粘度調(diào)節(jié)所使用的增稠劑；混合攪拌過(guò)程或者運(yùn)輸過(guò)程產(chǎn)生氣泡所使用的消泡劑；流平性不好、縮孔等需要添加流平、潤(rùn)濕劑等；與其他不同酸堿性乳液相混合時(shí)防止體系不相容所需要添加的pH調(diào)節(jié)劑；不同應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)膜的干燥速度要求不一樣，則需要添加成膜助劑或低沸點(diǎn)的溶劑增加干燥速度。

水性PU樹(shù)脂干燥速度：

  由于是水性的，水分的揮發(fā)不如有機(jī)溶劑揮發(fā)的快，所以水性pu樹(shù)脂干燥速度慢，另外干燥速度還與涂膜的厚度、環(huán)境溫度、濕度有關(guān)系。涂膜太厚，表面一層先干燥后形成致密的膜，從而很大程度影響內(nèi)部水分子的揮發(fā)，從而需要更長(zhǎng)的時(shí)間才可以干燥完全。溫度高，水分子運(yùn)動(dòng)加快，會(huì)更快的流向環(huán)境中去，加快干燥速度；濕度過(guò)高，環(huán)境中的水分子抑制pu樹(shù)脂中水分子的擴(kuò)散，從而降低干燥速度。

水性PU樹(shù)脂的價(jià)格：

  這可能是我們比較關(guān)注的問(wèn)題，部分消費(fèi)者只是聽(tīng)說(shuō)水性pu樹(shù)脂好，然后都去買水性pu樹(shù)脂。例如市面上熱門的水性pu防水涂料，每公斤價(jià)格在幾塊錢左右，這類防水涂料打著水性pu的牌子，蹭水性pu的熱度。這類防水涂料有的是水性pu樹(shù)脂和其他高分子乳液相混配的，有的根本就不含水性pu樹(shù)脂。真正純的水性pu樹(shù)脂最低含量?jī)r(jià)格每公斤都不會(huì)低于18元，性能要求高的價(jià)格則會(huì)更高。

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