易翔1，2何德良1

（1.湖南大学化学学院，长沙410082；2.湖南工程学院，湘潭411104）

    讯：摘要：介绍了几种水性聚氨酯化学改性的研究进展，包括环氧树脂、、有机硅氧烷等二元共聚改性及两种以上树脂的三元共聚改性的研究状况。展望了水性聚氨酯化学改性的发展趋势。有机硅，有机硅防水剂

    关键词：水性聚氨酯；改性；共聚

    0.前言

    聚氨酯（polyurethane）是聚氨基甲酸酯的简称，是聚合物内含有相当数量氨酯键的高分子化合物。水性聚氨酯（WPU）是以水代替有机作为分散介质的二元胶态体系，它不含或含有少量有机溶剂，具有不燃、xx无污染、节省能源、操作加工方便等优点，同时保留了传统溶剂型聚氨酯的一些优良性能，如良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等。单一的聚氨酯乳液尚存在自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽较低、涂膜的综合性能较差等缺点。但是，PU预聚体中的—NCO基团具有较强的活性，能与羟基、氨基、等基团反应，这就为研究者通过改性来提高WPU涂料的综合性能提供了可能，促使广大的科研工作者对水性聚氨酯涂料进行各种改性研究，以扩大其应用范围。水性聚氨酯改性的方法有物理共混和化学共聚两种形式：共混是将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起，存在的{zd0}问题是混容稳定性差；共聚是通过在体系中引入各种功能性的成分，合成具有特殊性能的复合乳液，因乳液的稳定性好而具实用性。目前，PU与羧甲基、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的复合乳液均有研究，其中后三类复合乳液因在功能上与水性聚氨酯具有互补性，尤其对聚氨酯涂层的耐水性及硬度、强度等力学性能的改善较为显著，因此，研究最为活跃。

    1.环氧改性水性聚氨酯

    环氧树脂具有许多优良的性能，如机械强度高、粘附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性好、热稳定性好等，广泛应用于涂料行业。由于环氧树脂的羟基与聚氨酯反应时可以将支化点引入聚氨酯主链，使之部分形成网状结构，因此环氧改性聚氨酯（EPU）乳液在提高涂膜的附着力、抗张强度、耐水性和耐溶剂性等方面作用明显。王华平等人用环氧树脂改性水性聚氨酯，结果表明：改性后的水性聚氨酯力学性能好、粘接强度高、耐水及耐溶剂性能优异，但环氧树脂用量过高时，稳定性较差。文秀芳等人讨论了环氧树脂改性水性聚氨酯合成中，R值（NCO/OH）、1，4-丁二醇、二羟甲基丙酸、环氧树脂、中和度等对分散液和涂膜性能的影响，环氧树脂的加入显著地提高了涂膜的耐水性、耐化学品性、硬度和拉伸强度，其适宜的用量为8%~9%。姜守霞等人研究了环氧树脂在水性聚氨酯乳液中的含量对其性能的影响，结果发现：加入环氧树脂后，产品的耐水性有明显提高，随着环氧树脂含量的增加，硬度提高，粘度呈上升趋势。Y.C.CHERN等人比较了两种经环氧改性的聚氨酯的结构，对不同相对分子质量的多元醇进行了分析。M.Alagar等人对制备出的环氧改性水性聚氨酯进行了DSC分析及SEM检测，结果发现：经过改性后，涂膜性能得到优化。罗建光等人比较了EP的加入方式对涂膜性能的影响，结果表明：共聚法制得的涂层综合性能优于共混法，通过红外光谱和DSC分析表明：在共聚时环氧基团发生了交联反应，与PU形成局部的IPN结构。