水性聚氨酯的改性研究进展

颜财彬，傅和青

（华南理工大学化学与化工学院，广东 广州 510640）

进展与述评

水性聚氨酯的改性研究进展

颜财彬，傅和青

（华南理工大学化学与化工学院，广东 广州 510640）

综述了水性聚氨酯的改性，包括交联改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、有机氟改性、纳米改性、超支化预聚体改性和复合改性。比较了不同改性技术的方法和优势，展望了水性聚氨酯的改性发展趋势。

水性聚氨酯；交联；丙烯酸酯；环氧树脂；改性

聚氨酯（PU）是含氨基甲酸酯结构（—NHCOO—）的多功能聚合物[1]，其具有高粘接强度和剥离强度，优异的耐冲击、耐低温、耐油和耐磨性等方面优点，广泛应用于涂料[2]、胶黏剂[3]、皮革涂饰剂[4]、油墨等领域。目前使用较多的是溶剂型聚氨酯胶黏剂，但其有毒、有异味、易燃、易造成空气污染等缺点，使其应用受到限制。随着世界范围内环保法规的日趋完善和人们对环保意识的不断增强，以水为分散介质的水性聚氨酯得到迅速发展，其具有无毒、不燃、VOC含量低等环保方面的优点[5-6]。随着人们对水性聚氨酯的研究，水性聚氨酯在已通用溶剂型聚氨酯所覆盖的领域中得到大量使用，并显示出优良的性能。

然而单一的水性聚氨酯由于乳液固含量低导致涂膜干燥速度慢、初粘力低、对非极性基材润湿性差以及乳液成膜后存在耐水性和耐溶剂性差、硬度低、耐高温性能不佳等方面缺点，因此需要对其进行改性[7-10]。目前，水性聚氨酯常用的改性方法主要有：交联改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、有机氟改性、纳米改性以及复合改性等，并逐渐向超支化预聚体改性、天然高分子改性、无机纳米材料改性等方向发展。

1 交联改性

采用自乳化法制得的大多数水性聚氨酯，其成膜物的吸水率和体积膨胀率都随离子型亲水性单体用量的增大而增大。为克服这一缺陷，可通过交联改性的方法，通过化学键的形式将线型聚氨酯大分子连接在一起，交联成具有网状结构的聚氨酯树脂，从而将热塑性聚氨酯树脂转变为热固性树脂。按交联方法的不同，可分为内交联改性和外交联改性[11]。

1.1 内交联改性

通过原料的选择能制得部分支化和交联的水性聚氨酯，使水性聚氨酯含有可反应的官能团，经热处理后能产生化学交联，这种方法称为内交联法。内交联改性的水性聚氨酯在一定条件下稳定性较好，属于单组分水性聚氨酯。

1.1.1 多官能团支化交联改性

采用少量官能度≥3的聚醚或聚酯多元醇替代二元醇，或采用官能度≥3的异氰酸酯替代部分二异氰酸酯为原料，或使用少量小分子三元醇作为扩链剂，向聚氨酯分子引入内交联，制得具有一定支化度和交联度的水性聚氨酯。

杨冬亚等[12]使用蓖麻油（CA）和三羟甲基丙烷（TMP）为内交联剂，制备了两个系列的交联型水性聚氨酯脲（PUU）分散液，测定了 PUU分散液及其胶膜的物理性能和力学性能。结果表明，交联型PUU表现出较好的疏水性，胶膜耐水性增强，力学性能也有较大程度的提高。

1.1.2 羰基和酰肼基团的交联改性

该改性方法是一种水抑制性交联反应，利用羰基和酰肼基在中性或弱酸条件下，乳液中水的存在抑制了羰基和酰肼基团反应的进行，使两者可以稳定存在。在成膜过程中随着水分和中和剂的挥发，当乳液的pH值达到4左右时，羰基和酰肼基团开始发生不可逆的脱水反应，生成腙类化合物。目前，这种交联改性已广泛应用于室温固化单组分水性聚氨酯的制备。

赵静等[13]采用自制含酮羰基二元醇N-[(1,1-二甲基-2-乙酰基)乙基]-β-二羟乙氨基丙酰胺（DDP）和 1,4-丁二醇作为扩链剂，与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH550）封端改性聚氨酯反应，制备了侧链含酮羰基的聚氨酯乳液。通过外加己二酸二酰肼（ADH），制得室温自交联乳液。利用衰减全反射红外光谱和核磁共振对 DDP和涂膜结构进行表征，结果证实了DDP的生成并参与反应合成了聚氨酯以及乳液成膜时酮肼交联反应的发生。经改性后，涂膜吸水率降低同时表现出很好的耐溶剂性能，胶膜拉伸强度增大，硬度达2H。热失重分析表明酮肼交联结构的引入提高了涂膜的热稳定性。

1.1.3 封闭型异氰酸酯交联改性

封闭型异氰酸酯交联改性是利用亚硫酸氢钠、苯酚、己内酰胺等封闭剂对聚氨酯预聚体中的端—NCO进行封闭，降低活性—NCO与水的反应活性，在室温下能长期稳定存在。随着水分的挥发、分子结构的变形，端—NCO释放出来与涂膜中的羟基、胺基等活性基团发生交联反应。

王福芳等[14]研究了封闭型水性聚氨酯的制备，并对封闭剂苯酚和甲乙酮肟的封闭效果进行比较，发现甲乙酮肟具有较短的封闭时间和较低的解封温度，故其具有较好的封闭效果。

1.2 外交联改性

外交联改性制备的水性聚氨酯又称双组分水性聚氨酯，即在使用前向水性聚氨酯主剂添加交联剂组分，在成膜过程或成膜后加热发生化学反应，形成交联的胶膜。该体系消除了涂膜的亲水性基团，因而胶膜的耐水性和力学性能得到提高。外交联剂的组成通常由水性聚氨酯的结构所决定，当聚氨酯分子中带有羟基、氨基时，常用的外交联剂有水分散多异氰酸酯、氮杂环丙烷化合物、氨基树脂等；当聚氨酯分子中带有羧基时，常用的外交联剂有多元胺、环丙烷的化合物及某些金属化合物等。

利用交联改性后的水性聚氨酯，其耐水性、耐溶剂性和力学性能得到明显提高，部分成熟的由交联改性制备的水性聚氨酯已基本能够达到溶剂型聚氨酯的性能。

2 丙烯酸酯改性

丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法[15-20]主要有以下几种。①聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液进行物理共混。②外加交联剂使两种乳液混合均匀并产生交联的交联共混法。③核壳乳液聚合。根据核壳间是否存在交联，可分为核壳间无交联和核壳间交联两种，而后者又包括壳体交联与核壳交联两类。壳体交联是聚氨酯壳体的自交联，核壳交联则通过在核与壳上分别引入不同官能团的单体从而得到不同类型的核壳交类。非交联核壳结构PA/PU复合乳液大部分仍以纯PA和PU形式存在，无法充分发挥出两者各自性能特点，而交联型核壳结构乳液则进一步改善了PA和PU的相容性，材料的抗张强度、杨氏模量、硬度、耐久性及稳定性也得到了进一步的提高，其形成的膜表面结构也比非交联型的均匀。④PU和PA乳液以分子线度互相缠绕使相组织微细化，形成互穿聚合物网络（IPN）的PUA复合乳液。⑤接枝共聚，即通过接枝反应在聚氨酯分子链上接枝聚丙烯酸酯分子链，一般通过向聚氨酯分子链引入不饱和双键，再利用双键与丙烯酸酯共聚，得到PA接枝改性PU乳液。有研究表明PU预聚体中双键含量越多，接枝率越大，合成的PUA乳液越稳定，但过度接枝会严重影响乳液的稳定性，因此应充分考虑接枝率的大小。

Athawale等[21]通过在水性聚氨酯分散相中加入丙烯酸单体混合，采用间歇乳液聚合法合成了PU/PA共聚乳液，并将两种乳液混合制得物理共混乳液。讨论了合成PU/PA共聚乳液时，丙烯酸和聚氨酯的质量比对混合乳液的性能和微观结构的影响。使用傅里叶红外光谱和热重分析仪对PU/PA共聚乳液和物理共混乳液进行表征，结果表明，由于共聚乳液的相容性比物理共混乳液的好，其化学性能和力学性能得到一定程度的提高。当混合比为1∶1时，共聚乳液各项性能最佳。

随后，Athawale等[22]又分别研究了由乳液共聚合成具有核壳结构的 PU/AC复合乳液，以及由无皂乳液聚合制备了具有互穿网络结构（LIPN）的杂化乳液，并比较两种乳液的物理-化学性质和热-力学性能。结果发现，两种乳液的粒径都增大，力学性能和化学性质都得到提高。具有核/壳结构的复合乳液由于PU、AC的相互渗透缠绕，该乳液具有较好的物理-化学性质和热-力学性能，对研究在涂料和胶黏剂方面的应用起了重要的作用。Chai等[23]也做了相似的研究工作，对 PUA复合乳液的核/壳结构和IPN结构的复合颗粒的形态进行了分析比较。

姜绪宝等[24]合成了含双羟基的甲基丙烯酸甘油酯（GM），并将其作为偶联剂用于聚丙烯酸酯（PAC）对水性聚氨酯的改性。分别以双羟基 GM和单羟基 HEA作偶联剂，与聚氨酯预聚体反应使其分子链上引入双键，然后与丙烯酸酯单体进行自由基聚合以制备聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液。实验研究了在不同n(OH)/n(NCO)比值条件下，使用不同偶联剂GM和HEA对PU接枝率和乳液粒径的影响。

朱晓丽等[25]以丙烯酸羟乙酯（HEA）作为聚氨酯和聚丙烯酸酯类单体间的偶联剂，合成了丙烯酸酯改性水性聚氨酯（PU-AC）乳液，建立并验证了一种测定PU接枝率的方法，探讨了加入HEA的反应温度和用料对PU接枝率、乳液粒径、胶膜吸水率和交联度等性能的影响。结果发现，随着 HEA与PU预聚体反应温度的提高，体系中NCO残余量降低。当HEA/NCO<1时，HEA用量增加，PU接枝率和乳液粒径将逐渐增大；当 HEA/NCO>1，增加HEA用量不会对PU接枝率和乳液粒径产生明显影响，而胶膜吸水率则明显降低。

丙烯酸酯树脂具有较好的耐水性、光稳定性、耐候性及优异的力学性能，经丙烯酸酯改性后的水性聚氨酯，可以把聚氨酯较好的力学性能与丙烯酸酯树脂的优异性能有机结合起来，从而使水性聚氨酯的性能得到明显改善，制备出高固含量、低成本、环保型的丙烯酸酯-聚氨酯树脂。

3 环氧树脂改性

环氧树脂具有优异的粘接性能和热稳定性，并具有高模量、高强度、低收缩率、耐化学品性以及电气性能优良等特点。环氧树脂为多羟基化合物，和异氰酸酯反应时可将支化点引入聚氨酯主链，交联形成网状结构，这不仅有利于提高胶膜的力学性能和耐水性，还有利于提高其粘接性能。用环氧树脂对水性聚氨酯进行改性的主要制备方法有物理共混和化学共聚，其中物理共混中两种树脂分子之间没有化学键的结合。

Fu等[26]用环氧树脂对水性聚氨酯乳液进行改性，合成一种汽车内饰胶。实验研究了环氧树脂的用量及类型对乳液和胶膜性能的影响。结果表明，当环氧树脂E20含量为8%时，改性后的PU乳液具有较好的性能，制得的汽车内饰胶具有很好的粘接强度。改性后的胶膜具有良好的硬度和柔韧性，其热稳定性也得到提高。

Wen等[27]先合成具有端—NCO基的聚氨酯预聚体，再加入环氧树脂进行共聚，成功合成具有核壳结构的交联聚氨酯/环氧树脂共聚乳液。由于疏水性，环氧树脂、胺类扩链剂和端—NCO基聚集在乳液颗粒内部进行交联。研究发现，随着环氧树脂含量的增加（可达到 20%），胶膜的硬度和拉伸强度和耐水性也随之增大，力学性能得到提高，当其用量超过10%时，复合乳液可稳定储存6个月以上。而在防腐涂料用环氧改性水性聚氨酯树脂的合成实验中[28]，同样做了类似研究，并得出环氧树脂的较佳加入量为8%～9%。

Yi等[29]通过逐步缩聚法，合成了环氧树脂-聚氨酯复合乳液，由乳液的粒径大小及其分布、黏度和胶膜透明度的表征结果可以发现，三羟甲基丙烷和环氧树脂的加入提高了乳液混合相容性、降低了乳液的黏度。当环氧树脂用量达到20%时，乳液仍相当稳定。加入固化剂三羟甲基丙烷三（1-乙亚胺）丙烯酸酯（TMPTA-AZ）使乳液在室温下固化成膜，经测试发现，胶膜拉伸强度和杨氏模量随着环氧树脂含量的增大而增大，断裂伸长率则减小，同时胶膜具有优异的耐水性且不容易溶于甲苯。

赖小娟等[30]以聚己内酯二元醇（CAPA）为软段，异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）为硬段，环氧树脂E-44为大分子交联剂，经相转化法合成了一系列环氧树脂改性阴离子水性聚氨酯乳液，并制备了其固化膜。经傅里叶红外光谱分析表明，环氧树脂的羟基和环氧基都参与了反应。研究发现环氧树脂的加入，可以提高聚氨酯的热稳定性，同时随着其用量的增加，胶膜的拉伸强度得到提高，断裂伸长率减小，胶膜的水接触角增大，乳液粒径也增大。改性后的胶膜耐水性得到增强，较佳的E-44用量为10%。

由以上研究可以发现，将环氧树脂和聚氨酯进行共聚改性，可以实现两种树脂优势互补作用，从而提高水性聚氨酯的耐水性、粘接性和力学性能。

4 有机硅改性

有机硅（聚硅氧烷）是一类以Si—O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物。用有机硅改性可以弥补水性聚氨酯耐水解性较差的缺陷，使改性水性聚氨酯表现出良好的憎水性、表面富集性、低温柔顺性、生物稳定性[31]。

目前有机硅改性聚氨酯主要有共混改性和共聚改性。共混改性是将两种乳液直接进行物理混合；而对水性聚氨酯的共聚改性方法有：①硅醇改性，形成的是 Si—O—C键，其耐水解性差，不稳定；②以氨烷基封端的聚硅氧烷改性，由N上连有一个以上的反应性基团，与异氰酸酯反应后会形成交联结构；③羟烷基封端的聚硅氧烷改性，形成的是Si—C—O键，其耐水解性好，稳定性提高；④烷氧基硅烷交联改性，该法只是通过利用硅氧基硅烷的水解交联作用，引入的硅氧链节较少。

Zhu等[32]先合成聚氨酯预聚体，再用以仲羟基封端的聚硅氧烷（PMTS）对其进行改性，制得有机硅改性聚氨酯（PSU）。结果显示，随着 PMTS分子量和用量的增大，PSU乳液的黏度将减小，但对乳液表面张力没有明显影响。当PMTS分子量在2000左右，用量在5%以上时，聚硅氧烷会富集在胶膜表面。经有机硅改性后的水性聚氨酯的性能得到明显改善。

Pathak等[33]用有机硅甲基三甲氧基硅烷（MTMS）和γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）改性水性聚氨酯涂料，提高了水性聚氨酯涂料的弹性和机械应力，其降解温度增加到约206 ℃，热稳定性得到较大增加，可适用于航天、海洋、汽车等领域。

刘敏等[34]以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、二羟甲基丙酸和三强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（KH550）进行封端改性，乳化后进一步水解缩合交联，得到了高交联度的水性聚氨酯。FTIR表征结果显示，KH550上的—NH2与聚氨酯的端—NCO发生重键加成反应。经KH550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KH550含量增加，胶膜的结晶度变小。Wang等[35]也曾做过类似的研究工作。

由于共混改性过程中无化学键的形成，因而两种乳液间相容性较差，改性后的混合物相分离严重，力学性能较低，故采用共混改性难以达到预想的改性效果。而通过共聚改性在聚氨酯的分子中引入憎水基团，可大大降低体系的膜表面张力，极大降低膜的表面能，使原本发黏的涂膜黏性明显下降，还能提高乳液的贮存稳定性，增大水性聚氨酯的粘接强度、耐水性、耐热性及力学性能。经有机硅改性后的水性聚氨酯可广泛用于涂料、胶黏剂、密封剂、皮革涂饰剂等领域。

5 有机氟改性

含氟树脂是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子材料。由于氟原子半径小，电负性最强，对C—C键有很强诱导效应。向聚合物分子主链上引入含氟烷基侧链，一方面保持了乳液原有的特性，另一方面又赋予其卓越的性能[36]。

Levine等[37]用氟乙烯醚聚醇（FE-4400）与聚多元醇混合后，在高转速下与异氰酸酯充分混合。使用X射线光电子能谱仪观察到氟树脂FE-4400聚集在与空气接触的表面一侧，使得胶膜表面水接触角随着FE-4400在界面处密度的增大而呈直线增大趋势，耐水性得到明显提高。

Liu等[38]制备了主链含氟的热塑性聚氨酯弹性体（FTPU）。为赋予该聚氨酯弹性体较好的溶剂溶解性能，采用聚酯多元醇（PBA）与含氟单体（FPOA）共同作为聚氨酯软段。实验研究了FPOA/PBA质量比和硬段含量对FTPU力学性能的影响，经研究发现，当 FPOA/PBA质量比为30/70时，FTPU的拉伸强度为36.6 MPa，断裂伸长率为 1228.1%。经氟改性后的 FTPU具有较高分子量、高温阻尼性能、良好的热稳定性和低表面张力。

使用有机氟对水性聚氨酯进行改性，由于含氟侧链取向朝外并且定向排列，对主链和内部分子形成屏蔽保护，可以有效提高涂层的的低表面能、润滑性、耐化学品性、疏水疏油、抗沾污性以及生物相容性。

6 纳米材料改性

纳米材料具有表面界面效应、小尺寸效应、光学效应、宏观量子隧道效应等特殊性质，赋予材料紫外屏蔽、吸波、导电、隔热、耐磨等性能，结合聚氨酯良好的力学性能和可加工性能，可制备出性能优异的多功能复合材料。

Gao等[39]先用不饱和脂肪酸对CaCO3纳米颗粒进行改性，再和聚醚PPG混合通过原位聚合法制备了一系列 WPU/CaCO3纳米复合材料。从扫描电子显微镜结果可看到，OA-CaCO3很好地分散在WPU中。FTIR分析显示，加入2%CaCO3并没有对聚氨酯的结构产生影响。TGA数据表明，加入OA-CaCO3可使WPU的热稳定性得到提高，增大胶膜的拉伸强度。

Pavlicevic等[40]也研究了加入有机改性纳米颗粒对聚氨酯热稳定性的影响，使用HDI、脂肪族聚碳酸酯二醇和 1,4-丁二醇为原料一步合成聚氨酯，再加入有机改性蒙脱土和膨润土作为增强填料进行混合。使用动态DSC和 DTG进行分析，结果显示，扩链剂不会影响聚氨酯的热稳定性，其热分解是受大分子二醇结构的影响。加入有机蒙脱土或膨润土后样品将更为稳定，其热分解温度将增大。加入1%纳米填料将使聚氨酯的结构更加稳定。

刘浩怀等[41]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含量的增加，胶膜的拉伸强度和断裂伸长率增大，储能模量得到明显提升，热稳定性也得到改善，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，可提高其机械强度、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。

7 超支化改性

超支化聚合物是一类新型大分子聚合物，其链结构表现为高度支化。这类聚合物具有很大的端官能度，并且由于端基的活性很大使得这类聚合物的反应活性极高，与基材黏结性能较好。

Florian等[42]使用不同扩链剂（二胺、二醇和硅氧烷）合成一系列新型超支化水性聚氨酯-脲（WHBPU）。先用 PTMG-100和 DMPA 以 1∶14摩尔比合成超支化聚酯多元醇，用 IPDI和 DMPA按NCO∶OH为1.6∶1设计值合成加成物，再将两者进行反应合成端—NCO聚氨酯预聚体，分别加入二醇、二胺和氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）与50%—NCO自由基反应，在水中分散中和并用异佛尔酮二胺与剩下的50% —NCO进行扩链合成一系列超支化水性聚氨酯分散体。与纯聚氨酯相比，WHBPU兼具了良好的热稳定性和力学性能以及较高玻璃化温度、交联密度和初始热降解温度。

刘丹等[43]以2,4-甲苯二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、二羟甲基丙酸和二乙醇胺（DEOA）为原料，采用（A2+bB2）共聚合成了具有超支化结构的水性聚氨酯（HBAPU）。采用红外光谱和核磁共振（13C NMR）对其结构进行表征，证实了产物具有超支化结构，其支化度为0.33。对产物力学性能和热稳定性进行测试，结果表明，由于引入了超支化结构，胶膜的耐水性得到提高，当DMPA用量为0.20 mmol/g时，可得到稳定的聚氨酯水分散体，且胶膜具有较好的热学性能和力学性能。

经超支化改性后的水性聚氨酯，可提高其交联密度，胶膜的硬度、耐化学性和热稳定性等方面性能也得到明显提高。

8 复合改性

单一的改性方法虽然能改善水性聚氨酯的某些性能方面的缺陷，但大多数单一改性方法也会引起另一方面性能的降低，因此为满足工业生产以及人们生活需要，经常需要对其进行复合改性以提高水性聚氨酯的综合性能。近年来复合改性研究方法主要是将多种改性剂如丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅等，与水性聚氨酯有机结合进行改性，发挥其优势互补，在不降低原有性能的基础上改善其综合性能。

Dai等[44]以硅化聚氨酯（SiPU）为种子乳液，合成了以 SiPU为壳、丙烯酸丁酯和 2,2,2-三氟-甲基丙烯酸乙酯的共聚物作为核的一种新的核壳型氟化丙烯酸酯和硅化聚氨酯复合乳液（FSiPUA）。实验先合成了SiPU，然后根据给料比例来测定硅氧烷和氟的含量。利用傅里叶红外光谱确定了SiPU和FSiPUA的链结构。透射电子显微镜（TEM）结果证实了FSiPUA乳液的核壳结构的形成，其粒径约为 50 nm。胶膜的水接触角及其在水和正辛烷中的溶剂吸收的测量结果表明，使用适量氟和硅氧烷可以提高 FSiPUA的耐水性和耐油性。

黎兵等[45]利用硅烷偶联剂 KH550中的伯胺先打开环氧基团，然后作为大分子扩链剂接到水性聚氨酯分子中，成功制备了稳定的复合改性水性聚氨酯乳液。经红外光谱分析，证实了KH550可以打开环氧基团，同时聚氨酯树脂成功接上了有机硅类功能性材料。通过接触角的测试，表明经复合改性后，胶膜的接触角得到提高，水性聚氨酯的耐水性得到明显改善。

郭文杰等[46]采用环氧树脂和松香对水性聚氨酯进行改性，制备出多重改性的聚氨酯复合乳液，并研究了环氧树脂、松香和三羟甲基丙烷（TMP）用量对水性聚氨酯粘接性能和力学性能的影响。研究发现，当环氧树脂用量为 5.65%、松香用量为8.92%、TMP用量为2.7%时，水性聚氨酯胶膜的力学性能最佳，用该乳液配制的胶黏剂可满足复合软包装对胶黏剂的要求。

单一的改性方法具有一定的局限性，为了更好地提高水性聚氨酯的综合性能，扩大其应用范围，通过复合改性使水性聚氨酯各方面性能得到提高的改性方法已受到广大研究工作的关注。

9 结 语

近年来，对水性聚氨酯进行改性已成为一大研究热点，随着改性技术的进步，改性的手段和方法将越来越多样，赋予了水性聚氨酯材料新的功能，扩大了其应用范围。而这些改性方法为人们制备特殊用途的水性聚氨酯提供了新的思路。然而面对当今各行业的高速发展，对水性聚氨酯胶黏剂的性能要求也越加严格，以下几个方面将成为今后的主要研究热点和改性趋势。

（1）高固含量改性水性聚氨酯。提高水性聚氨酯胶黏剂的固含量，可降低其水分的挥发负荷、缩短涂膜干燥时间、减小成本。

（2）合成各种用于制备水性聚氨酯的新型原料。如叔异氰酸酯、长碳链异氰酸酯、氟化异氰酸酯，或含硅、氟聚醚等。

（3）加强对水性聚氨酯的复合改性研究。使其品种功能化、系列化、多样化，尽快缩短与国外先进水平的差距。

（4）研究新的改性方法。如天然高分子改性、纳米纤维素改性、无机纳米材料改性等。

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Research progress of modification technology for waterborne polyurethane

YAN Caibin，FU Heqing
（School of Chemistry and Chemical Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong，China）

The modification of waterborne polyurethane are summarized，including cross-linking modification，acrylate modification，epoxy resin modification，organic silicon modification，organic fluorine modification，nanomaterials modification，hyperbranched prepolymer modification and multi-modification. The methods and advantages of each modification technology are compared. The modification development of waterborne polyurethane is discussed.

waterborne polyurethane；cross-link；acrylate；epoxy resin；modification

TQ 323.8

A

1000–6613（2011）12–2658–07

2011-05-05；修改稿日期2011-05-22。

国家自然科学基金项目（21171058）。

颜财彬（1988—），男，硕士研究生。E-mail yancb1988@163.com。联系人：傅和青，副教授，硕士生导师。E-mail fuhq@scut.edu.cn。