易翔1，2何德良1

（1.湖南大學(xué)化學(xué)學(xué)院，長沙410082；2.湖南工程學(xué)院，湘潭411104）

    訊：摘要：介紹了幾種水性聚氨酯化學(xué)改性的研究進(jìn)展，包括環(huán)氧樹脂、、有機(jī)硅氧烷等二元共聚改性及兩種以上樹脂的三元共聚改性的研究狀況。展望了水性聚氨酯化學(xué)改性的發(fā)展趨勢(shì)。有機(jī)硅，有機(jī)硅防水劑

    關(guān)鍵詞：水性聚氨酯；改性；共聚

    0.前言

    聚氨酯（polyurethane）是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱，是聚合物內(nèi)含有相當(dāng)數(shù)量氨酯鍵的高分子化合物。水性聚氨酯（WPU）是以水代替有機(jī)作為分散介質(zhì)的二元膠態(tài)體系，它不含或含有少量有機(jī)溶劑，具有不燃、md無污染、節(jié)省能源、操作加工方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)保留了傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯的一些優(yōu)良性能，如良好的耐磨性、柔韌性、耐低溫性和耐疲勞性等。單一的聚氨酯乳液尚存在自增稠性差、固含量低、乳膠膜的耐水性差、光澤較低、涂膜的綜合性能較差等缺點(diǎn)。但是，PU預(yù)聚體中的—NCO基團(tuán)具有較強(qiáng)的活性，能與羥基、氨基、等基團(tuán)反應(yīng)，這就為研究者通過改性來提高WPU涂料的綜合性能提供了可能，促使廣大的科研工作者對(duì)水性聚氨酯涂料進(jìn)行各種改性研究，以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。水性聚氨酯改性的方法有物理共混和化學(xué)共聚兩種形式：共混是將具有互補(bǔ)特性的兩種或多種樹脂混合在一起，存在的{zd0}問題是混容穩(wěn)定性差；共聚是通過在體系中引入各種功能性的成分，合成具有特殊性能的復(fù)合乳液，因乳液的穩(wěn)定性好而具實(shí)用性。目前，PU與羧甲基、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的復(fù)合乳液均有研究，其中后三類復(fù)合乳液因在功能上與水性聚氨酯具有互補(bǔ)性，尤其對(duì)聚氨酯涂層的耐水性及硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能的改善較為顯著，因此，研究最為活躍。

    1.環(huán)氧改性水性聚氨酯

    環(huán)氧樹脂具有許多優(yōu)良的性能，如機(jī)械強(qiáng)度高、粘附力強(qiáng)、成型收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性好、熱穩(wěn)定性好等，廣泛應(yīng)用于涂料行業(yè)。由于環(huán)氧樹脂的羥基與聚氨酯反應(yīng)時(shí)可以將支化點(diǎn)引入聚氨酯主鏈，使之部分形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此環(huán)氧改性聚氨酯（EPU）乳液在提高涂膜的附著力、抗張強(qiáng)度、耐水性和耐溶劑性等方面作用明顯。王華平等人用環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯，結(jié)果表明：改性后的水性聚氨酯力學(xué)性能好、粘接強(qiáng)度高、耐水及耐溶劑性能優(yōu)異，但環(huán)氧樹脂用量過高時(shí)，穩(wěn)定性較差。文秀芳等人討論了環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯合成中，R值（NCO/OH）、1，4-丁二醇、二羥甲基丙酸、環(huán)氧樹脂、中和度等對(duì)分散液和涂膜性能的影響，環(huán)氧樹脂的加入顯著地提高了涂膜的耐水性、耐化學(xué)品性、硬度和拉伸強(qiáng)度，其適宜的用量為8%~9%。姜守霞等人研究了環(huán)氧樹脂在水性聚氨酯乳液中的含量對(duì)其性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：加入環(huán)氧樹脂后，產(chǎn)品的耐水性有明顯提高，隨著環(huán)氧樹脂含量的增加，硬度提高，粘度呈上升趨勢(shì)。Y.C.CHERN等人比較了兩種經(jīng)環(huán)氧改性的聚氨酯的結(jié)構(gòu)，對(duì)不同相對(duì)分子質(zhì)量的多元醇進(jìn)行了分析。M.Alagar等人對(duì)制備出的環(huán)氧改性水性聚氨酯進(jìn)行了DSC分析及SEM檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過改性后，涂膜性能得到優(yōu)化。羅建光等人比較了EP的加入方式對(duì)涂膜性能的影響，結(jié)果表明：共聚法制得的涂層綜合性能優(yōu)于共混法，通過紅外光譜和DSC分析表明：在共聚時(shí)環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，與PU形成局部的IPN結(jié)構(gòu)。