一、水性聚氨酯的改性
水性聚氨酯改性的方法有很多：共混改性，共聚改性，聚丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米改性等。
1共混改性：水性聚氨酯可以与离子性和酸碱性相似的乳液共混，方便的获得改性效果。研究表明，水性聚氨酯也可以与聚乙烯醇、据乙酸乙烯、环氧树脂、聚硅氧烷等树脂的乳液共混来获得功能化产品。
2共聚改性：聚氨酯化学性质较为活泼在催化剂作用下氨基甲酸酯中—NH—基团可与丙烯酸酯类单体共聚，形成聚氨酯。水性聚氨酯还可以与环氧树脂、乙烯基树脂、聚硅氧烷等树脂实现共聚改性。环氧树脂具有优异的强度、模量和粘接性能，通过PU体系改性可获得良好的强韧性。国外已有VER改性聚氨酯弹性体用于高抗冲击材料的报道。
3聚丙烯酸酯改性：聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯。聚丙烯酸酯（PA）树脂具有优异的耐光性、耐候性，受紫外线照射不易发生黄变，耐酸、碱、盐腐蚀，柔韧性高且价格低廉。采用聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯，可将水性聚氨酯的优异性能与聚丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合，从而制备出高固含、低成本的水性树脂，这种方法提高了水性聚氨酯树脂的综合性能又降低了产品的成本，具有广阔的应用前景。国外已经在很多领域有了广泛的应用。
1环氧树脂改性水性聚氨酯胶黏剂成膜性非常好，膜的物理机械性能也很好，涂层耐寒、耐磨、富有弹性。环氧树脂的结构具有羟基醚键和环氧端基，极性强又不易水解，用环氧树脂对聚氨酯进行改性可大大提高涂膜对基材的黏合力，提高图层的耐水性、耐热性、耐溶剂性和耐化学品性。
环氧树脂种类对性能的影响见下表1（表为在相同的NCO/OH）比例下添加相同质量不同环氧值的环氧树脂，合成水性聚氨酯的性能。
表1.NCO/OH=1.55，W（EP）=4.2%，
W（EDA）=4.87%，W（DMPA）=6.8%
2有机硅改性有机硅化合物表面能低，具有耐低温、耐老化、憎水、耐有机溶剂、耐辐射及透气性好等许多优异性能，还能赋予图层突出的柔韧性和爽滑丝绸手感。因此，在水性聚氨酯迅猛发展中，利用有机硅改善水性聚氨酯的耐热性能和耐湿擦性能。通常采用化学合成方法将聚氨酯—有机硅烷结合起来，发挥聚氨酯和有机硅两者的优点。
曾有研究人员以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷等为原料合成了水性聚氨酯预聚体，用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH）进行封端改性，乳化后进一步水解缩合交联，得到高交联度的水性聚氨酯。FTIR表征结果显示，KH上的—NH2与聚氨酯的端—NCO发生重键加成反应。经KH改性后胶膜的力学性能、耐热性、耐水性和耐溶剂性得到显著提高；随着KH含量增加，胶膜的结晶度见小。
3纳米改性纳米粒子具有特殊的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，与高分子之间可产生强烈的物理作用和化学作用，在高分子材料强韧化改性方面应用很广，用于聚氨酯改性方面也有很多报道。
曾有专家以H12MDI、聚乙二醇、蓖麻油、1,4-丁二醇和具有生物活性的纳米羟基磷灰石（n-HA）为原料，采用预聚法制备了纳米HA/PU复合材料，并对其力学性能和热性能进行研究。研究发现，随着n-HA含量增加，胶膜的拉伸强度和断裂伸长率增大，储能模量得到明显的提升，热稳定性也得到了改善，当其用量为30%时，复合材料的综合力学性能达到最佳，实验结果表明，n-HA/PU是一种有应用前景的组织工程材料。
对水性聚氨酯进行纳米改性，可提高机械强度、热稳定性、耐腐蚀性和耐老化性等，经纳米改性后的水性聚氨酯复合材料可广泛用于纺织、建筑、汽车、航空等领域。
二、水性聚氨酯的应用主要是涂料和黏合剂两大领域。
水性聚氨酯涂料的应用领域主要包括：
1、木器漆及目地板漆；2、纸张图层；3、建筑涂料；4、皮革涂饰剂；5、织物涂层剂，其中用料最多的是建筑涂料；据统计，我国建筑涂料的年需求量约为12万吨，水性木器漆年需求量约为12万吨左右。水性聚氨酯胶黏剂已在制鞋业、复合软包装业、织物层压制品、玻璃集束，油墨胶黏剂、汽车内饰等行业得到应用。前几年我国一些三资鞋厂已经开始使用水性PU胶。
水性聚氨酯也广泛用于石油破乳剂，造价低，破乳效果好、速度快、五毒、使用方便。
此外，在聚氨酯主链上接枝多氟烷基，即可制作优良的防水、防油、防污剂；在其主链上接枝卤素、磷等元素。也可制作成优良的阻燃整理剂。
三、发展现状及趋势1、国内水性聚氨酯生产企业简况及市场消费情况统计：
据初步统计，国内水性聚氨酯的科研和生产单位已有上百家，水性聚氨酯的生产厂家主要分布在浙江和广东等区域，比较大的有北京林氏、温州寰宇、淄博奥德美以及安徽安大华泰等。国内水性聚氨酯的年生产能力在T以上，产量超过T；产品质量稳步提高。下图是安徽大学许戈文教授对我国水性聚氨酯胶黏剂的市场情况统计数据见表2。
表2我国水性聚氨酯胶黏剂市场情况2、发展趋势
国外对水性聚氨酯和离子型聚氨酯进行了深入和广泛的研究。在过去40多年间发表的有关水性聚氨酯的制备和应用的专利和文献已有千篇。目前的研究向以下几个方向发展：
（1）、采用最新研究手段进一步探讨离子型聚氨酯结构和性能的关系；
（2）、采用最新电子显微技术，研究水性聚氨酯中分散粒子的结构和粒子的尺寸；
（3）、开发性能优良、固含量高的水性聚氨酯新品种，以满足涂料和胶黏剂方面的应用要求；
（4）、开发能满足不同应用要求的配胶助剂。
水性PU在纺织和印染助剂方面的应用越来越广泛。如用作染色助剂、涂料印花粘结剂、柔软与防皱整理剂、抗静电和亲水整理剂等，可提高其染色深度、牢度以及纺织物的其他性能。
水性聚氨酯是相对于溶剂型聚氨酯而言的。因为聚氨酯的特殊性能，能溶解聚氨酯的溶剂的品种是非常有限的。从环境保护的观点出发，水性聚合物涂料是21世纪最有发展前途的聚合物应用形式。水性聚氨酯是水性聚合物中的重要成员，水性聚氨酯将成为21世纪不可替代的产品。在工业和日常生活等方面必将得到更加广泛的应用。
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