水性聚氨酯特性及目前存在的問題

      水性聚氨酯（WPU）分子結構主鏈中含有氨基甲酸酯鏈節，它以水為介質，比溶劑型聚氨酯(PU）制備、使用安全，有機揮發物（VOC）低，無著火危險。WPU 中的異氰酸酯基團耗用殆盡，幾乎無游離異氰酸酯存在，大幅度提高了使用安全性，屬環保型制品，且適用于易被有機溶劑侵蝕的基材。理論上其制備成本應低于溶劑型，但因目前國內生產 WPU 時常加有丙酮等溶劑，既危險又不能達到低成本生產目的，產品性能尚不盡如人意，未能被用戶完全認可接納。因此，在我國如何將該科研成果轉化為生產力尚有待進一步深入研發。

      目前我國水性聚氨酯生產和使用上存在的主要問題大致有以下幾方面：

①制備過程中合成的 PU預聚物（或稱低聚物）黏度偏大，將其分散于水之前，必需用溶劑降黏，分散擴鏈后又需將溶劑蒸除。這不僅使生產工藝復雜化，且提高了生產成本和不安全性。又因溶劑未能完全蒸除，故不能保證下游應用制品如塑料復合膜食品包裝袋的安全性。

②由于水性聚氨酯介質水的表面張力大，約為 7.3×10 –2 N/m，為通常有機溶劑的 3 倍，致使WPU 涂敷成膜過程中在基體表面潤濕性欠佳，鋪展性差 ( 因表面張力小的液體才能很好地潤濕表面張力相對大的基體表面 )；或被多孔性基材吸收快速干燥，不易得到連續性的膠層，影響涂膜質量和黏結性；對非極性基材的潤濕性更差。

③水的蒸發潛熱高，1 g 水在 37 ℃時完全蒸發需要吸收 2 402 J（574 cal）熱量，干燥滯緩，耗能。

④國內生產的水性聚氨酯固含量低，含有大量水，設備利用率低，運輸、貯存成本高，且易受凍。

⑤基料分子內部具有親水基團，耐水性不理想。

⑥國內生產的產品質量欠佳，批間穩定性差等。中國大陸生產的水性聚氨酯產品現多數用作涂料，作為膠黏劑用量有限。自 21 世紀以來，水性聚氨酯膠黏劑的研究工作取得長足進展，很多問題均有所突破，主要從采用適當助劑以及改善合成工藝著手?，F所用原料、助劑的供應比較充足，可供選擇的品類較多。這些均有利于 WPU 膠黏劑的產業化和市場化。改善水性聚氨酯膠黏劑品質的措施較多。