本科毕业论文水性聚氨酯

水溶性聚氨酯化学灌浆材料是淡黄色的，油性聚氨酯堵漏剂是深褐色的。这是两个产品直观最明显的区别

目前，阴离子型水性聚氨酯最为重要，芳香族水性聚氨酯合成的化学原理可用下列反应式表示：在中和之后加水乳化的同时，水也起到扩链剂的作用，扩链后大分子的端-NCO基团转变为-NH2，进一步同-NCO反应，通过脲基（-NH-CO-NH-）使水性聚氨酯的分子量进一步提高。脂肪族水性聚氨酯使用脂肪族二异氰酸酯（如IPDI、TMXDI）为单体，其活性较低，因此，其在水中的扩链是通过加入水中加入乙二胺、肼或二乙烯三胺（多乙烯多胺）进行；此法溶剂用量低，无须脱除溶剂，工艺更可靠，可以实现真正意义上的绿色工艺生产。

一、指代不同

1、水性聚氨酯：以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。

2、油性聚氨酯：具有热塑性的线性结构的聚氨酯体系。

二、特点不同

1、水性聚氨酯：水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。

2、油性聚氨酯：主要是具有热塑性的线性结构，它比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能，具有更小的压缩变型性。隔热、隔音、抗震、防毒性能良好。

三、用途不同

1、水性聚氨酯：胶合板、食品包装复合塑料薄膜、织物层压制品、各种薄层材料的层压制品，如软质PVC塑料薄膜或塑料片与其他材料(如木材、织物、纸、皮革、金属)的层压制品。

2、油性聚氨酯：主要用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热的结构材料。 聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间，耐油，耐磨，耐低温，耐老化，硬度高，有弹性。主要用于制鞋工业和医疗业。聚氨酯还可以制作粘合剂、涂料、合成革等。

参考资料来源：百度百科-水性聚氨酯

参考资料来源：百度百科-聚氨酯

水性聚氨酯的合成可分为两个阶段。第一阶段为预逐步聚合，即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液（或本体）逐步聚合生成分子量为103量级的水性聚氨酯预聚体；第二阶段为中和后预聚体在水中的分散和扩链。早期水性聚氨酯的合成采用强制乳化法。即先制备一定分子量的聚氨酯聚合物，然后在强力搅拌下将其分散于加有一定乳化剂的水中。该法需要外加乳化剂，乳化剂用量大，而且乳液粒径大、分布宽、稳定性差，目前已经很少使用。现在,水性聚氨酯的乳化主要采用内乳化法。该法利于水性单体在聚氨酯大分子链上引入亲水的离子化基团或亲水嵌段：-COO- +NHEt3、SO3- +Na、-N+ -Ac，-OCH2CH2-等，在搅拌下自乳化而成乳液（或分散体）。这种乳液稳定性好，质量稳定。根据扩链反应的不同，自乳化法主要有丙酮法和预聚体分散法。 （1）配方： 原料 规格 用量（质量份） 聚己二酸新戊二醇酯 工业级，Mn：1000 二羟甲基丙酸 工业级 异佛尔酮二异氰酸酯 工业级 N-甲基吡咯烷酮 聚氨酯级 丙酮 聚氨酯级 二丁基二月桂酸锡 工业级 三乙胺 工业级 乙二胺 工业级 水 （2）合成工艺①预聚体的合成在氮气保护下， 将聚己二酸新戊二醇酯、二羟甲基丙酸、N-甲基吡咯烷酮加入反应釜中，升温至60oC ，开动搅拌使二羟甲基丙酸溶解，从恒压漏斗滴加IPDI，1h加完，保温1h；然后升温至80 oC，保温4h。②中和、分散取样测NCO含量，当其含量达标后降温至60oC ，加入三乙胺中和；反应30min，加入丙酮调整黏度，降温至20 oC以下，在快速搅拌下加入冰水、乙二胺；继续高速分散1h，减压脱除丙酮，得带兰色荧光的半透明状水性聚氨酯分散体。 （1）配方： 原料 规格 用量（质量份） 聚己内酯二醇 工业级，Mn：2000 聚四氢呋喃二醇 工业级，Mn：2000 1，4-丁二醇 工业级 二羟甲基丙酸 工业级 异佛尔酮二异氰酸酯 工业级 4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI） 工业级 N-甲基吡咯烷酮 聚氨酯级 丙酮 聚氨酯级 二丁基二月桂酸锡 工业级 三乙胺 工业级 乙二胺 工业级 水 工业级 990 2）合成工艺①将聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二醇（数均分子量为2000）、二羟甲基丙酸、1，4-丁二醇（BDO）加入1l反应瓶中，N2保护下，1200C脱水。②加入 N-甲基吡咯烷酮（NMP），降温至700C；搅拌下加入异佛尔酮二异氰酸酯和4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯（H12MDI）；升温至800C搅拌反应使-NCO含量降至。降温至600C，加入三乙胺，继续搅拌15min，加强搅拌，将400C的水加入反应瓶，搅拌5min，加入乙二胺，强力搅拌20min，慢速搅拌2h得产品。 核-壳型水性丙烯酸－聚氨酯的合成采用丙烯酸树脂对水性聚氨酯（PUD）进行改性通常有2种方法：物理改性和化学改性。前者主要是将所需性能的丙烯酸酯类乳液和PUD进行物理拼混。化学改性主要是制备以丙烯酸酯为核聚氨酯为壳的无皂核壳乳液。该方法主要是先制备端一NC0预聚物，经封端引入端不饱和键，中和、加水得聚氨酯表面活性大单体。然后通过自由基引发聚合制得丙烯酸改性的聚氨酯水分散体。由于丙烯酸酯类单体不溶于水中，而被包封在聚氨酯粒子中，通过聚氨酯中被中和的羧基提供乳化稳定作用，这样可制得一种以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳的无游离乳化剂的水分散体，兼具聚氨酯和聚丙烯酸树脂两者的优点，同时又降低了成本，因此被誉为“最新一代水性聚氨酯”。此合成技术是PUD以及丙烯酸乳液合成技术上的创新和一大突破。聚合用的丙烯酸单体中可以复合乙烯基硅氧烷单体和氟单体，对丙烯酸树脂进行氟、硅改性，以进一步提高树脂性能，如耐高温、耐水性、耐候性、透气性等。（1）配方：a 大单体合成大单体的合成配方见下表。 序号 原料 用量（质量份） 1 PPG 2 HDO 3 DMPA 4 TDI 5 DBTL （10%溶液） 6 NMP 7 HEA 8 乙醇 9 三乙胺 10 水 b杂化体配方杂化体的合成配方见下表: 序号 原料 用量（g） 1 大单体水分散体 2 MMA 3 BA 4 HEA 5 MAA 6 交联单体 6 K2S2O8 7 水 20（分成两份分别稀释大单体和溶解引发剂） 8 三乙胺 适量 2）合成工艺a水性聚氨酯大单体制备向带有搅拌装置、温度计、N2入口和冷凝回流的四口玻璃烧瓶中加入PPG、HDO、DMPA，100oC下真空干燥脱水2h，降温至800C，加入和N-甲基吡咯烷酮，搅拌使DMPA全部溶解后，开始滴加TDI和丁酮（50/50，mass ratio）混和液， 约1h滴完，向其中加入二正丁基锡二月桂酸酯，持续搅拌反应4h；冷却至60 0C，加入对苯二酚，滴加HEA，20min滴完， 保温反应4h；加入乙醇，反应1h；加入TEA中和；加入水，强烈分散，旋出丁酮，得半透明水性聚氨酯大单体（WPU），固含量30%（mass ratio）。b核-壳结构水性丙烯酸－聚氨酯杂化体制备取上述WPU大单体溶液加入于带有搅拌装置、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗的四口玻璃烧瓶中，将MMA、BA、HEA和MAA混合，取其30%加入反应瓶，升温至850C，搅拌30min溶涨胶粒，将过硫酸钾配成5%的溶液，取其20%加入反应瓶；搅拌聚合1h，从滴液漏斗同时滴加单体溶液和引发剂溶液，滴加完毕，在850C继续反应1h，升温900C，继续反应1h后，冷却至600C，加TEA调整PH值为～，降温至室温，400目网过滤，即得到水性丙烯酸-聚氨酯杂化乳液。

1、从颜色上:

水性聚氨酯化学灌浆材料是淡黄色的，而油性聚氨酯堵漏剂是深褐色的。这是两个产品直观最明显的区别。

2、从特性和用处上：

水性聚氨酯化学灌浆材料包水量大，渗透半径大，适合动水地层的堵漏涌水，土质浅层和表面层的结固和防护。又因为水性聚氨酯化学灌浆材料固结体弹性好，所以，最适合混凝土动缝的防渗堵漏。

油性聚氨酯化学灌浆材料国内俗称“氰凝”，其所形成的固结体强度大，防渗透性好，适用于加固地基、防护林水堵漏兼备的工程。同时油性聚氨酯化学灌浆材料弹性小，所以比较适合混凝土静缝的防渗堵漏及加固。

水性聚氨酯：

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。

聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。

将一系列的改性有机硅树脂引入到聚氨酯皮革、聚氨酯涂饰剂、聚氨酯粘合剂、鞋底料、聚氨酯涂料、油墨中去，通过工程师的对比试验发现，可解决水性聚氨酯和油性聚氨酯产品存在的种种问题。

油性聚氨酯：

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。聚氨酯是由我国上海后先聚氨酯引入，它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。