水性聚氨酯改性技术的研究进展

　　2.1.1　内交联法

　　该法合成水性聚氨酯是在聚氨酯大分子中引入含有3个或3个以上官能团的单体，生成具有部分交联或者支化分子结构的聚氨酯胶束；另一种是在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂，而这些内交联剂只有在使用时由乳液体系的HLB值、温度、外部能量如紫外光辐射等因素的变化才与聚氨酯树脂中的官能团发生交联反应，生成具有网状结构的热固性聚氨酯树脂。在大分子中引入含有3个或3个以上官能团的单体生成部分交联或支化结构的聚氨酯树脂的合成一般是采用预聚体分散法，即将交联单体如三聚体或三羟甲基丙烷等与低相对分子质量的聚氨酯预聚体充分混合，在水中分散后再加入扩链剂如乙二胺进行扩链反应。这种方法合成的具有部分交联结构的水性聚氨酯相比于丙酮法制备的水性聚氨酯，具有不消耗溶剂（丙酮）且能同时获得高固含量等优点。

　　除预聚体分散法以外，还可采取丙酮法制备这类内交联型水性聚氨酯，即在预聚体分散前就用部分三官能度的单体如三羟甲基丙烷代替双官能团的单体进行扩链反应，用少量丙酮为溶剂解决由于预聚体扩链后相对分子质量增加而引起的黏度变大的问题，在分散形成乳液后再将丙酮等低沸点溶剂减压脱去，采用这种方法制备的水性聚氨酯具有相对分子质量分布窄、结构及粒径大小可变范围易控制、反应稳定性好等优点，但最大的缺点是所制备乳液的涂膜耐溶剂特别是耐丙酮性能差且工艺复杂，不利于工业化生产。

　　2.1.2　外交联法

　　添加外交联剂的水性聚氨酯亦称为水性双组分聚氨酯，水性聚氨酯为一组分，交联剂为另一组分。在使用时，将两组分混合均匀，成膜过程中发生化学反应，形成交联结构。消除涂膜的亲水基团，可大幅度提高涂膜的耐水性，同时也提高了涂膜的力学性能。水性聚氨酯的结构决定着外交联剂的组成，聚氨酯分子中带羟基、氨基时，常用的外交联剂有水分散多异氰酸酯、氮杂环丙烷化合物、氨基树脂等；聚氨酯分子中带有羧基时，常用的外交联剂有多元胺、环丙烷的化合物及某些金属化合物，如Al（OH）3、Ca（OH）2、Mg（OOCH3）2等。为了更好地改善聚氨酯的性能，可同时添加内交联剂和外交联剂，通过双重作用对聚氨酯进行交联改性。

　　2.2　聚丙烯酸脂改性

　　聚丙烯酸酯（PA）具有优异的耐光性、户外曝晒耐久性，即耐紫外光照射不易分解变黄，能持久保持原有的色泽和光泽，有较好的耐酸碱盐性，极好的柔韧性和最低的颜料反应性。将丙烯酸和聚氨酯两类聚合物在微观状态下制备得到的丙烯酸聚氨酯杂合水分散体，可以弥补单一聚氨酯水分散体自增稠性差、固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差和单一丙烯酸水分散体热粘冷脆，柔韧性差，不耐溶剂的缺点，获得优势互补性能。水性聚氨酯／烯酸酯复合乳液可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性，较低的成本有机结合，制备出高固含量、低成本以及达到使用要求的水性树脂。