摘要:采用预聚物混合法，以异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料，合成了脂肪族聚氨酯水分散体树脂(PUD)，探讨了聚合物多元醇种类、羧基含量、—NCO/—OH比、中和度等因素对PUD性能的影响，并考察了预聚物反应时间及温度对PUD合成稳定性的影响，通过DSC分析了聚合物微观结构和性能的关系。
关键词:水性聚氨酯;脂肪族;水分散体;树脂
0引言
自1937年德国Otto.Bayer教授首次合成聚氨酯(PU)以来，聚氨酯树脂以其优异的化学性能和物理机械性能得到了广泛的应用。随着各国环保法规对VOC的限制日益严格以及人们对环保安全意识的提升，使得水性聚氨酯得到了迅速发展。水性聚氨酯由于具有无毒、不燃、安全、不污染环境、节能、施工方便、干燥快、耐磨性和低温柔韧性好等特点，已在织物、皮革、粘合剂等领域得到了广泛应用，正逐步替代溶剂型聚氨酯。
水性聚氨酯通常包括聚氨酯水溶液(粒径<0.01μm)、水分散体(粒径0.01～0.1μm)和水乳液(粒径>0.1μm)3类，习惯上将后两类通称为聚氨酯水分散体(PUD)或水性聚氨酯[1-2]。
通常制备PUD的方法有外乳化法和自乳化法[3]，外乳化法制得的聚氨酯乳液粒径较大，稳定性较差，且由于使用较多的乳化剂，使产品的成膜性不良，而且涂膜的耐水性、坚韧性、附着力较差。自乳化法以阴离子型PUD占主导地位，通常采用加入二羟甲基酸的方法来制备含羧基的阴离子型的水性水性聚氨酯，其制备方法大家所熟知的主要分为丙酮法、预聚物法、热熔法、酮亚胺/酮连氮法[3-5]。目前工业上通常采用丙酮法和预聚物法制备PUD，前者原材料相对易得，生产稳定性好，产品质量易控制，但需用大量的有机溶剂，工艺较复杂，效率低，仅限于制备线型聚氨酯水分散体树脂，且制备的PUD产品性能一般，多为芳香族的水性聚氨酯;后一种方法工艺较简单，便于工业化连续生产，制备的PUD性能较好，适用于脂肪族和脂环族水性聚氨酯的制备。
本文采用目前世界上较先进的预聚物混合法，选用合适的多异氰酸酯单体、研究了羧基含量、预聚物相对分子质量、聚合物二元醇种类、扩链剂、中和度等对脂肪族聚氨酯水分散体(PUD)树脂的水分散稳定性及物理机械和化学性能的影响，制备了硬度较高、耐水性较好的聚氨酯水分散体树脂，可用以制备高性能的水性木器涂料等。
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