水性聚氨酯的合成工艺研究(2)
由于水性聚氨酯以水做溶剂，从而完全取代了有机溶剂，所以大大降低了污染以及生产成本，故水性聚氨酯的应用越来越受到各国的重视，它所涉及的涂料，粘接剂等方面在家具、建筑、纺织、汽车等部分的也是受到越来越普遍的利用，已经渐渐成为一门新兴领域。
1.2水性聚氨酯的发展历程
德国化学家斯科拉克于1943年在增添了乳化剂后将二异氰酸酯在水中猛烈搅拌，然后加入二胺，初次提出在保护胶体作用下成功制备了聚氨酯乳液，这也是外乳化法首次被使用。1953年杜邦公司研究员将由多异氰酸酯与聚醚型多元醇混合制得的含有-NCO端基的甲苯溶液扩散在水中，再用二元胺来扩链合成水性聚氨酯。20世纪60年代，Bayer公司的Dieterich博士独创了内乳化法提高了水性聚氨酯的涂膜性能，同时其稳定性也得到了大大提高，不久之后美国实现了水性聚氨酯的工业化[2]。
20世纪七八十年代，水性聚氨酯研发收获了很大的起色。1972年拜耳公司第一次将水性聚氨酯用作涂料，聚氨酯乳液其初次被应用于制革行业。20世纪70年代后，德国科学家Loraze对聚氨酯乳液开始了重要的的基础研究工作，反应的自乳化机理和相变化渐渐相继被报道。进入了20世纪80年代，美国等发达国家的聚氨酯乳液产品完成了实验制取阶段并迅猛成长，迅速达到了大规模工业化。同期聚氨酯乳液产品质量快速提高，主要对其耐水性耐溶剂型问题进行了系统研究。在之后的第二十世纪最后一个年代，聚氨酯乳液的生产使用变得更为广泛，科学家开始把双组分水性聚氨酯的制取作为重点研究方向。随着一系列环保法律和规定的出台以及消费者对以产品性能要求的提高，传统聚氨酯产品渐渐被新型的水性聚氨酯产品，后者在各个方面都显示出不俗的的发展潜力 [3]。
1.3水性聚氨酯的发展趋势
虽然水性聚氨酯有低成本、清洁、安全易保管和储存等诸多优点，但是水性聚氨酯产品还有许多弊端需要清除，譬如由于以水取代有机溶剂作为分散的介质时，只有将水分完全蒸发才能实现水性聚氨酯的固化，而水的比热容较大，挥发也比有机溶剂更慢，所以其干燥固化速度较慢[4]；同时水性聚氨酯的耐水性也比较差，因其含有亲水基团(羧基和季铵盐等)：另外，水性聚氨酯产品的附着力和固含量也相当差[5]。近年来，虽然上述难题已经在一定程度上被攻克，但是研究人员仍在想方设法降低聚氨酯乳液的合成成本。具体方法有：设法提高水性聚氨酯的固含量；与其他树脂进行共混降低成本；提高产品初粘性；提高稳定性；选用交联提高耐水耐热性等等。
现今由于政府部门加强了对环境的保护，部分过时的聚氨酯产品渐渐被市场淘汰。世界上的发达国家更加亲睐水性聚氨酯这种新型清洁的产品，而目前国内外的研究工作主要集中在交联改性、共混改性、共聚改性、有机硅氟改性等四个方面。这些改进提高的水性聚氨酯的干燥速度，压缩了成本，同时也加强了树脂的各项性能，如耐水性、硬度、弹性、黏结强度等等，拓展了聚氨酯乳液的应用领域，改善了其应用前景。
1.4本课题研究的问题及研究内容
1.4.1本课题要研究的问题：
（1）对水性聚氨酯的制备工艺和方法的研究。
（2）原始数据包括：合成温度的影响曲线；引发剂用量对比、产率对比等和各种表征曲线。
（3）研究水性聚氨酯的最佳合成工艺，包括合成温度、引发剂用量等等。
1.4.2 拟采用的研究手段：
(1)合成水性聚氨酯，所用到的原料及物质见表1.1。
表1.1 水性聚氨酯的合成原料
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