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按照化學機理聚合機理分類屬於逐步聚合反應，合成過程包括預聚：多異氰酸酯和大分子多元醇反應；擴鏈：通過引入小分子擴鏈劑和親水擴鏈劑劑來增大水性聚氨酯分子量。中和：通過將引入的親水擴鏈劑中和成鹽，使之可以分散在水中。乳化：將成鹽的預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、親水擴鏈劑、中和劑、水，還有調節反應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等脂環族二異氰酸酯等。其中，脂肪族或脂環族聚氨酯的耐水解性比芳香族的聚氨酯好，儲存也更穩定，更重要的是其具有優異的耐黃變性能，高品質的水性聚氨酯一般均採用脂肪族或脂環族的異氰酸酯原料。

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、聚酯醯胺、丙烯酸多元醇等等。其中聚醚型聚氨酯中的醚基易旋轉，具有較好的柔順性，較好的低溫性能，並且醚基不易水解，耐水性能優於聚酯型聚氨酯。但由於聚酯本身的耐水解性較差，故一般原料製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，親水擴鏈劑是對端異氰酸酯及的聚氨酯預聚體進行擴鏈的同時引入親水性基團的物質，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。這些結構中通常帶有羧基、磺酸基或仲氨基，當其側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過程中黏度會增大，導致攪拌困難，反應不充分，加入丙酮以降低粘度，利於攪拌使反應充分。丙酮沸點低，合成后將水性聚氨酯中的丙酮脫除即可。