毕业论文-水性涂料聚氨酯漆的研究.doc

甘肃联合大学学生毕业论文题 目： 水性涂料聚氨酯漆的研究 作 者： 指导老师： 化工 学院 系精细化学品生产技术 专业 10 级 三 年制 班 2012年 4月12日2012 届 专 科学生毕业论文（设计）题目审批表学院（盖章） 化工学院 专业 精细化学品生产技术 学生姓名指导教师教师职称讲师论文(设计)题目水性涂料聚氨酯漆的研究 来源拟定选题内容与要求: 论文涉及水性涂料聚氨酯漆的研究。 要求观点明确，资料翔实，结构完整，层次清晰，语言通顺，格式规范。系、教研室负责人审查意见： 签字： 年 月 日主管院长意见： 签字： 年 月 日注：本表分题填写，每题一页，由学院存档。主要内容简介：（300500字） 水性涂料是以水作溶剂或分散介质的涂料，最早的商品化水性涂料是在20世纪三十年代出现的。基于其对环境的相容性和保护性。并具有节省资源、节约能源的优点，水性涂料产品很快就被市场接受，并逐渐发展扩大。聚氨酯是氨基甲酸酯树脂的简称，其分子中含有特征单元结构氨基甲酸酯（-NH-CO-）。聚氨酯应用十分广泛，作为涂料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点。聚丙烯酸酯类产品与聚氨酯材料相比在耐候、耐水、耐溶剂及保光性等方面表现出很好的性能，且原料成本以及加工成本低廉，而聚氨酯树脂在强度、弹性及粘接性能等方面性能突出，因此聚丙烯酸酯与聚氨酯在性能上具有很好的互补作用。主要讲述了水性涂料聚氨酯漆的几种制法，丙酮法、预聚体混合法、熔融分散缩聚法、 酮亚胺/酮联氮法 、保护端墓乳化法，以及水性预料聚氨酯的改性。指导老师姓名牛腾职 称讲师论文评语 水性涂料是以水作溶剂或分散介质的涂料，最早的商品化水性涂料是在20世纪三十年代出现的。基于其对环境的相容性和保护性。并具有节省资源、节约能源的优点，水性涂料产品很快就被市场接受，并逐渐发展扩大。本文主要讲述了水性涂料聚氨酯漆的几种制法，丙酮法、预聚体混合法、熔融分散缩聚法、 酮亚胺/酮联氮法 、保护端墓乳化法，以及水性预料聚氨酯的改性。该论文结构合理，数据翔实，是一片合格的专科毕业论文。成 绩合格指导老师签名讲师总评意见： 评审人： 年 月 日涂料水性聚氨酯漆的研究摘要: 该文综述了水性聚氨酯漆的发展历史和特性，阐明了发展水性聚氨酯漆的价值和意义。并且对近几年国内外水性聚氨酯漆丙酮法、预聚体混合法、熔融分散缩聚法、酮亚胺/酮联氮法、保护端基乳化法进行了综合说明。另外对水性聚氨酯漆所存在的问题进行了总结，并阐述了环氧树脂、有机硅氧烷、丙烯酸酯类及含乙烯基的单体等对水性聚氨酯漆进行改性。最后对水性聚氨酯漆进行了展望并阐述拉在汽车上、在木器家具上和皮革涂饰的应用。关键词：水性聚氨酯；合成；改性；应用一、前言 （一） 环保与水性涂料虽着涂料工业的发展，涂料的花色、品种、功能越来越多，分工也越来越细，但在涂料的制造和施工过程中因有机溶剂的大量排放而对环境造成巨大的污染。为限制有机溶剂的排放，涂料的固体化、无溶剂化、水性化已呈发展趋势，业内人士广泛赞同的“4E”涂料（Economy，Efficiency，Ecology，Energy）即指上述涂料。其中，涂料的水性化是近年来发展十分迅速的一个领域，已有不少成熟的产品和技术在广泛使用1。 水性涂料是以水作溶剂或分散介质的涂料。最早的商品化水性涂料是在20世纪三十年代出现的。基于其对环境的相容性和保护性。并具有节省资源、节约能源的优点，水性涂料产品很快就被市场接受，并逐渐发展扩大2。日本、美国1986年水性涂料分别占涂料总销售量的18%和22%，英国1995年水性涂料产量占全国涂料总产量的64.5%。我国从六十年代开始研究水性涂料，进入90年代后，国家大力扶持水性涂料的发展。目前的市场占有率虽不是很高，但却具有广阔的发展前景。 （二） 水性涂料存在的问题水性涂料的优点是显而易见的，但也存在着一些问题。与有机溶剂相比，水的蒸发热较高，这就要求用其他手段来帮助水的蒸发。对于低温和高湿这两种特殊情况，水的蒸发就更慢了，因此干燥时间长，而助溶剂的加入则更使其雪上加霜。由于助溶剂在帮助成膜和提高涂膜性能方面是相当多的水性涂料不可缺少的组分，故除去助溶剂并不是一件容易的事情。（三） 水性聚氨酯涂料的发展现状聚氨酯是氨基甲酸酯树脂的简称，其分子中含有特征单元结构氨基甲酸酯（-NH-CO-）。聚氨酯应用十分广泛，作为涂料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点3。 水性聚氨酯（PU）是水性涂料中很有发展潜力的一种，在很多领域都得到了广泛的应用，它包括单组分聚氨酯涂料和双组分聚氨酯涂料两种，是以水为介质的二元胶态体系，不仅具有无毒、不易燃烧、不污染环境、节能、安全可靠、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点；同时还具有溶剂型聚氨酯的一些重要的性能特征，使得它在织物、皮革涂饰及粘合剂等许多领域得到了广泛的应用。单组分水乳型聚氨酯的特征在于很高的断裂伸长率（达到800%以上）和较高的抗拉伸强度（达20MPa左右），但因其具有线型结构，分子中含有亲水基团，其耐水性、耐溶剂性较差，应用受到了限制。水性双组分聚氨酯涂料的应用领域基本上与溶剂型涂料相当，既可用于热敏材料（如木材、塑料）和不能烘烤的大型物件，也可用于诸如汽车类的烘烤物件.通过对报道的实验数据进行对比，表明，水性双组分聚氨酯涂料除了干燥时间稍长和适用期稍短外，涂膜的装饰性、机械性能、耐化学性和耐候性均可与溶剂型双组分PUR涂料相媲美。（四） 水性聚氨酯涂料的合成水性聚氨酷的制备方法通常可分为外乳化法和内乳化法两种.外乳化法是指采用外加乳化剂，在强剪切力作用下强制性地将聚氨酯粒子分散于水中的方法，但因该法存在乳化剂用量大、反应时间长以及乳液颗粒粗、最终得到的产品质量差、胶层物理机械性能不好等缺点，因而目前生产基本不用该法内乳化法又称自乳化法，是指在聚氨酯分子结构中引人亲水基团无需乳化剂即可使自身分散成乳液的方法，因此成为目前水性聚氨酷生产和研究采用的主要方法.内乳化法又可分为丙酮法、预聚体混合法、熔融分散法、酮亚胺/酮联氮法、保护端基乳化法4。1.丙酮法 首先合成含-NCO端基的高粘度聚氨酯预聚体，加丙酮溶解，使其粘度降低，然后用含离子基团扩链剂进行扩链，在高速搅拌下通过强剪切力使之分散于水中，乳化后减压蒸馏脱除溶剂丙酮，得到水性聚氨酯分散液。 丙酮法易于操作，重复性好，制得的水性聚氨酯分子量可变范围宽，粒径的大小可控，产品质量好，是目前生产水性聚氨酯的主要方法。但该法需使用低沸点丙酮，易造成环境污染，工艺复杂，成本高，安全性低，不利于工业生产。2.预聚体混合法 首先合成含亲水基团及端-NCO的预聚体，当预聚体的相对分子量不太高且粘度较小时，可不加或加少量溶剂，高速搅拌下分散于水中，再用亲水性单体(二胺或三胺)将其部分扩链，生成相对分了量高的水性聚氨酯一脉。最终得到水性聚氨酯分散液。为合成低粘度预聚体，通常选择脂肪族或脂环族多异氛酸酷，因为这两种多异氰酸酷的反应活性低，预聚体分散于水中后用二胺扩链时受水的影响小。但预聚体混合分散过程必须在低温下进行，以降低-NCO与水的反应活性;必须严格控制预聚体粘度，否则预聚体在水中分散将非常困难,预聚体混合法避免了有机溶剂的大量使用，工艺简单，便于工业化连续生产。缺点是扩链反应在多相体系中发生，反应不能按定量的方式进行。3.熔融分散缩聚法熔融分散缩聚法又称熔体分散法，是一种无溶剂制备水性聚氨酯的方法。该法把异氛酸酯的加聚反应和氨基的缩聚反应紧密地结合起来。先合成带有亲水性离子基团和-NCO端基的聚氨酯预聚物，预聚物与尿素进行加聚反应得到含离子基团的端脉基聚氨酯双缩二脉低聚物。此低聚物在熔融状态下与甲醛水溶液发生缩聚反应和经甲基化应，形成含经甲基的聚氨酯双缩二脉，用水稀释后，得到稳定的水性聚氨酯分散液5。该方法的特点:反应过程中不需要有机溶剂，工艺简单，易于控制，配方可变性较大，不需要特殊设备，因具广阔的发展前景。但该法反应温度高，生成的水性聚氨酯分散体为支链结构，分子量较低。4.酮亚胺/酮联氮法在预聚体混合法中，采用水溶性二元伯胺作扩链剂时，由于氨基与-NCO基团反应速率过快，难以获得粒径均匀而微细的分散体。扩链阶段若用酮亚胺或酮联氮代替二元伯胺进行水相扩链则能解决此问题。酮亚胺由酮与二胺反应生成，酮联氮由酮与肼反应生成。酮亚胺/酮联氮与含离子基团的端-NCO聚氨酯预聚体混合时不会过早发生扩链反应，但遇水时，酮亚胺/酮联氮与水反应则释放出二胺/腆，对预聚体进行扩链，由于受释放反应的制约，扩链反应能够平稳地进行，得到性能良好的水性聚氨酯一脲分散液。 酮亚胺/酮联氮法适用于由芳香族异氰酸酯制备水性聚氨酯分散液，该法融合了丙酮法、预聚体混合法的优点，是制备高质量水性聚氨酯的重要方法。5.保护端墓乳化法使用酚类、甲乙酮亚胺、毗咯烷酮、亚硫酸氢钠等封闭剂，将带有亲水性离子基团和-NCO封端的聚氨酯预聚物的端-NCO基团保护起来，使-NCO基团失去活性，制成一种封闭式的聚氨酯预聚体，加人扩链剂和交联剂共同乳化后，制成水性聚氨酯分散液。应用时，加热可使预聚物端-NCO基团解封，-NCO基团与扩链剂、交联剂反应，形成网络结构的聚氨酯胶膜。此法对工艺要求颇高，乳液稳定性差，关键在于选择解封温度低的高效封闭剂。（五） 水性聚氨酯涂料的改性水性聚氨酯分散体是将聚氨酯微粒分散于水相中形成的二元胶体，它是由Schlack P先开发成功的。水性聚氨酯涂料具有环保性的同时还具有高粘附力、良好的透湿透气性等性能，但其耐水性及耐溶剂性较差，为了克服这些性能上的不足，需要对其进行改性处理。以下综述了近年来水性聚氨酯涂料在改性方面取得的研究进展。1.丙烯酸酯类及含乙烯基的单体改性聚丙烯酸酯类产品与聚氨酯材料相比在耐候、耐水、耐溶剂及保光性等方面表现出很好的性能，且原料成本以及加工成本低廉，而聚氨酯树脂在强度、弹性及粘接性能等方面性能突出，因此聚丙烯酸酯与聚氨酯在性能上具有很好的互补作用。根据这一特点，可使改性后的水性聚氨酯材料兼有聚丙烯酸酯与聚氨酯的综合性能，同时又降低了产品的成本。丙烯酸酯类化合物（简称PA）及含乙烯基的单体对水性聚氨酯的改性可分为物理改性和化学改性。物理改性主要是将丙烯酸酯类或乙烯基酯类乳液和水性聚氨酯乳液进行物理共混，以提高水性聚氨酯材料的物理机械性能。采用此种方法要求改性所用的丙烯酸乳液的离子稳定性及对溶剂的亲和性好，否则可能会发生破乳。化学改性是将PA 加入PU 乳液中，再通过引发剂进行自由基聚合而制得的复合乳液（PUA）。复合乳液中的核三壳结构为一种较特殊的结构，其形成机理是PU亲水性离子基团分布在PU 微胶粒表面，使PU不但形成一种高稳定性、高分散性的胶体体系，而且具有很好的亲水性能。当发生聚合时，由于含极性基团的PU大分子对水和乳化剂的亲和性使含极性基团的PU 大分子始终朝向水和乳化剂的一方，即朝外，表面富集离子基团的PU 微粒因此由内向外迁移；PA具有一定的疏水性，其微粒刚好呈反方向由外向内溶胀到PU微粒内发生聚合，因此形成以PU 为壳、PA 为核的核-壳结构的乳胶粒。如果亲水性基团连接PA 基团上，则形成以PU为核、PA为壳的核壳结构。PUA复合乳液可分成非交联、交联和互穿网络（IPN）3种体系。非交联型复合乳液是以PU为壳、PA 为核的核3壳式结构，这种结构较之物理改性，乳液性能有一定的改善，但容易发生相的重新取向。交联型复合乳液，其制备工艺较复杂，分为共混法、核-壳乳液法、封端法及接枝法等，其综合性能比非交联型核-壳乳液结构要好。互穿网络是指PU和PA 分别以网络和线性形式存在，无分子链间的缠结，其优势在于两相之间相容性好，乳液成膜速度快且成膜温度低，不足之处是合成复合乳液时需要控制好不同组分的相容性和反应速率等。2.环氧树脂改性环氧树脂（EP）材料具有高模量、高强度和耐化学性好等优点，由于环氧树脂含有活泼的环氧基团，可直接参与水性聚氨酯的合成反应。常见环氧改性的水性聚氨酯是将环氧树脂与聚氨酯反应后部分形成网状结构，以提高水性聚氨酯涂膜的机械性能及耐热性、耐水性和耐溶剂性等综合性能6。环氧树脂改性通常采用机械共混或共聚的方法。采用机械共混法时EP和PU之间没有化学键的结合，利用EP的疏水性和PU链中的羧基以及聚醚链段的亲水性，使PU包覆EP，最终形成核-壳结构而达到改性的效果。共聚法是将EP接枝到PU链上，在乳液的稳定性上，共混法比共聚法更具有优势。机械共混法由于环氧基团被包裹在核内进行开环反应，所以体系较稳定。而共聚法在预聚阶段生成的支链结构导致相对分子质量增大，使预聚体的粘度增大；环氧基团的催化开环使得部分乳液粒子形成交联物而缓慢沉淀。体系中的NCO基团还可能同EP链上的环氧基团反应，生成噁唑酮结构。黄先威等研究了环氧树脂用量、加入方式、温度等因素对乳液稳定性并分析了影响涂膜性能的因素，发现当EP的质量分数超过7%时，预聚体粘度过大，而且乳液稳定性也变差。其原因可能是随着环氧树脂加入量的增加，乳液中位于胶粒外壳的环氧基团也随之增加，其在三乙胺的催化作用下进行开环反应，乳液粒子之间形成的交联物增多而沉淀。Jang J K等研究了不同NCOOH比值（R值）对树脂及涂膜性能的影响,R值较小时，分散液的外观及其涂膜的硬度、耐水性等较差，随着R 值的增大，一方面聚合物链中硬段含量增大，提高了涂膜的硬度；另一方面体系中游离的NCO增多，在乳化扩链的过程中形成更多的交联，生成更多的疏水性链段-氨基甲酸酯，使硬段更集中，增强了硬段结晶微区的交联作用，降低了PU 的吸水率，提高了涂膜的耐水性。3.有机硅氧烷改性有机硅树脂表面能较低，具有耐高温、耐水性、耐候性及透气性好等优点，已广泛用于聚氨酯材料的改性。近年来有许多关于用聚硅氧烷改性聚氨酯制取低表面能材料的报道。采用有机硅氧烷改性方法通常有两种，其一用含羟基或胺基的硅氧烷树脂改性，其二是用带乙烯基的硅氧烷单体进行改性。（1）含羟基或胺基的硅氧烷树脂改性将含羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善其性能7。含有硅氧烷的聚合物表面张力相对于不含硅氧烷基团的聚合物低，从而形成了硅氧烷链段在乳液胶膜表面富集。富集于乳液表面的活性硅氧烷基团在一定条件下水解形成硅醇，硅醇与聚合物内部或表面的活性基团缩合形成立体网络（Si-O-Si）交联结构，化学交联点增加，交联密度增加，对乳液涂膜表层的致密度有增强的作用，并最终提高涂膜的机械性能。Melvin G R 等采用基于羟烷基硅氧烷的硅醇改性法，用聚硅氧烷二醇乳液作为扩链剂，与水性聚氨酯乳液混合后涂到纸上表现出可打印性且可脱离。国内曾报道有人将聚醚与2,4-甲苯二异氰酸酯制得预聚体，用小分子扩链剂扩链，加入羟基硅油进行改性，最后加亲水扩链剂反应，制得含有阳离子的预聚体，加入有机酸成盐，乳化得阳离子有机硅聚氨酯。通过这种改性能明显提高涂膜的光亮性、柔软性、抗水性和手感，不仅可以用于皮革涂饰，还可用作手感剂、防水剂等。在采用羟烷基封端的硅氧烷低聚体时，其活性端羟基在聚合条件下不稳定，如在受热条件下的环化反应而失去官能度和反应性。采用聚硅氧烷低聚物（如聚二甲基硅氧烷PDMS）制得的有机硅改性聚氨酯乳液，由于聚硅氧烷与聚氨酯的溶度参数相差较大，是典型的热力学不稳定体系，因而该体系存在微相分离，赋予该材料较好的机械性能，但微相分离程度过高又会对材料的力学性能有不好的影响。可以通过加强软硬段间的相互作用，得到适当的微相分离程度，以提高材料的性能。如在软段上引入极性侧基、脲基团或在硬段上引入离子基团等。Zhu X I等采用羟烷基封端的方法，合成并研究了带有多羟烷基官能团的硅氧烷，得到具有水中能稳定存在的Si-C-O 结构，且相对分子质量可控的嵌段共聚物。通过红外，核磁等分析手段证明了羟烷基封端的硅烷作为扩链剂对制备水性聚氨酯，尤其是水性聚氨酯分散体起着重要的作用。采用氨烷基封端的聚硅氧烷改性法，如chen H 等用氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷（AEAPS）扩链改性聚醚型水性PU，发现水在这类改性膜表面的接触角较低（78du左右），显著提高涂膜表面的防水性能。原因是共聚物成膜后，聚二甲基硅氧烷具有表面富集的取向，而聚氨酯链段朝向内层，使得有机硅链段的低表面能性质得以保持，有效的降低表面的极性，增大表面憎水性。王武生等采用氨基丙基三乙氧基硅烷与多异氰酸酯反应生成端硅氧烷聚氨酯预聚体，然后分散于水中，硅氧烷水解缩合扩链交联获得交联水分散聚氨酯，制得产物的耐水性和机械性能都有较大的提高。广州化学所的侯孟华等在乳化过程中发现，采用R-氨丙基三乙氧基硅烷能够更好地改善聚氨酯涂膜的疏水性，降低吸水率。同时他们通过高速剪切乳化的工艺改善了聚氨酯、有机硅的相容性。陈红等采用由甲苯二异氰酸酯与聚四氢呋喃、二羟甲基丙酸反应所制得的PU 预聚体在低浓度氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷水乳液中乳化扩链合成了含硅氧链的聚氨酯水乳液。聚二甲基硅氧烷的引入有效地改善PU 膜的表面性质，增强了PU膜的耐水性。 （2） 含乙烯基的硅氧烷单体进行改性在丙烯酸聚氨酯水分散体中采用含乙烯基的硅氧烷单体和丙烯酸单体共聚，将有机硅氧烷引入到丙烯酸聚氨酯 分散体中，可改善分散体的耐水性和力学性能。李海燕等用TDI丙烯酸酯单体、溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的二羟甲基丙酸（DMPA）和聚乙二醇（PEG）反应制得聚氨酯预聚体，在硅氧烷偶联剂、引发剂、三乙胺，水的存在下制得自乳化的水性聚氨酯乳液，并继续加入一部分过硫酸钾引发剂、甲基丙烯酸甲酯（MMA）与丙烯酸酯单体（BA）的混合物，制备了丙烯酸酯改性的有机硅水性聚氨酯，其乳液粒子直径小于100nm，可用于水性涂饰剂。张武英等则采用反应型硅烷偶联剂（硅烷偶联剂与PU反应）与丙烯酸丁酯共用，可提高涂膜的耐水性，同时延长了乳液的可操作涂膜时间。4.多元改性的方法除了上面三种经常使用的改性方法外，还有采用多元改性的方法，Schipper 等开发的聚氨酯“丙烯酸酯”醇酸树脂三元共聚物为基体的改性的水性聚氨酯涂料兼具三种树脂的优势，具有很好的户外耐光性，流动性以及耐刮伤性能。Li Y L 等的研究表明，随着聚硅氧烷含量的增加，材料的表面能降低的同时，相分离的程度也逐渐加剧，使得材料力学性能大大下降。李永清等以TDI聚醚二元醇为主要原料制得NCO封端的预聚体，并按一定比例引入环氧树脂，氨丙基聚硅氧烷，多元胺固化剂，混合均匀。由于聚硅氧烷( 聚氨酯链与环氧树脂交联链缠结互穿，起到强迫互容的作用，从而降低了相分离的程度，于是得到一种新的PDMSPUEP 互穿聚合物网络（IPN ），制得的聚硅氧聚氨酯环氧三元共聚物具有很好的拉伸强度、疏水性能以及较低的表面张力。张晓镭等采用丙烯酸树脂（PA或PAr）、有机硅对水性聚氨酯进行改性，合成了一种有机硅丙烯酸酯聚氨酯聚合物。对各种合成条件，如反应温度、NCOOH 比值、引发剂浓度、-COOH 用量、有机硅用量等因素对反应的影响进行了分析。结果表明：合成的聚合物综合利用了丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅各自的优点，而且以水作分散介质符合了环保的要求。汪存东等合成了反应性的阴离子型环氧丙烯酸酯作为基料，但脆性、柔韧性差，鉴于聚氨酯丙烯酸酯与环氧丙烯酸酯的复合能够改善了涂膜的性能，另一方面由于阴离子型聚氨酯丙烯酸酯本身是一种高分子乳化剂，加入后可使疏水性的环氧(丙烯酸酯形成一种稳定的水分散体系，因此以聚氨酯丙烯酸酯作为乳化剂与环氧丙烯酸共混，通过紫外光固化制成了水性环氧“丙烯酸酯聚氨酯”丙烯酸酯的复合型水性涂料。5.其它改性方法除上述各种改性方法以外还有采用酪蛋白改性及SiO2TiO2复合纳米微粒改性的方法。酪蛋白是一种由凝乳酶从牛奶中沉淀出来的白色、无味、无臭的蛋白质，是制作奶酪的原料，也用来制作塑料、胶粘剂、油漆和食品。Wang NG 等通过改性酪蛋白的粒径和含量等手段将水性聚氨酯与酪蛋白进行物理共混或将酪蛋白接枝到聚氨酯分子链上。研究表明，化学接枝增加了聚合物的相对分子质量，而纳米级的共混可以提高大分子间的作用力8。与单一的水性聚氨酯薄膜相比，改性后的PU 具有良好的机械性能，透光性能和相容性，在抗拉强度和断裂伸长率方面也有了显著地提高。SiO2TiO2复合纳米微粒在聚醚型聚氨酯水乳液中具有良好的分散性。力学性能测试表明，加入质量分数为0.6%的SiO2TiO2纳米复合微粒时，其水性聚氨酯涂膜具有优良的力学性能。二、总结与展望（一）总结 1.随着水性聚氨酯更广泛、更深入的应用，对其性能的要求也进一步提高，今后的水性聚氨酯将朝着高科技含量、高性能、多功能性方向发展。 2.实践证明，环氧树脂、有机硅、丙烯酸酯以及纳米材料复合改性都可以很好地提高水性聚氨酯的综合性能。今后应进一步加强复合改性技术的理论研究，深入研究各种因素对复合改性性能的影响，以便把产品做得更好。 3.还要充分利用聚氨酯分子的可设计性，探索新的合成方法和工艺，在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构，以获得具有更多功能的聚氨酯复合乳液。 4.同时应重视应用技术的研究，加速复合改性水性聚氨酯的生产和推广，这将具有重要的实践意义。 随着经济的发展和水性聚氨酯消费需求的增大，以及科研人员的努力，高性能的复合改性水性聚氨酯必将取得长足的发展。(二)展望高性能与低VOC含量相结合的水性聚氨酯涂料具有广阔的应用前景。涂膜干燥时间短、外观好、耐溶剂性好的水性聚氨酯涂料在木器涂料领域占有大量的市场份额；涂膜外观美好、具有良好的耐低温性和耐化学品性的水性聚氨酯皮革涂料，取代传统溶剂型丙烯酸皮革涂饰剂、硝基纤维素皮革涂饰剂，成为皮革涂料的主要品种。此外水性聚氨酯涂料还能应用于塑料涂料、工业涂料和腐蚀保护涂料，满足不同的性能要求。 随着对水性聚氨酯结构、性能、成膜过程的反应机理等进一步研究，结合新的水性多元醇聚合物的合成技术，水性聚氨酯涂料将会变得方便施工，涂膜性能易于设计和优化，以满足特殊用途。水性聚氨酯涂料的进展为：进一步完善和发展高性能无缺陷水性聚氨酯涂料体系；依聚氨酯分子的可裁剪特性，在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构如含氟、含硅聚合物链，赋予聚氨酯涂膜多功能性；在合成原料上采用可再生资源如植物油、松香及废弃塑料制备多元醇，然后应用该多元醇合成水性聚氨酯，即可节省资源，又可改善水性聚氨酯涂膜性能。水性聚氨酯涂料具有良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性、耐疲劳性，优良的粘附力，通过引人不同结构可得到性能不同的涂料（如醚键可提高涂层的弹性），应用非常广泛。1.在建筑上的应用作为地面涂料，当基质为水泥时，一般采用双组分潮气固化、催化固化聚氨酷涂料，这类涂料与水泥地面粘合性好，不会因基质微裂导致涂层开裂，而且一次涂刷即可得到较厚的涂层，涂层光亮、丰满，使用多年后性能仍然很好;当基质为木地板时，涂装用的水性聚氨酯涂料一般为多官能团芳香族异氰酸酯自聚体与脂肪酸改性交联聚酷制成的双组分涂料，具有快干、耐磨擦、耐化学腐蚀等优点。外墙涂料要求具有良好的耐光、耐候性，一般采用以缩二脉作交联剂的聚氨酯涂料，它具有快干、机械性能与耐化学品性能好的特点。据统计，“九五”期间，我国每年新建住宅10-12亿平方米，其中50%的公用建筑用涂料装饰，加上私人装修，估计2010年大约需建筑涂料1 Mt，建筑涂料市场可谓极其广大。 2.在汽车上的应用汽车车身涂料一般刊份为州尝：电泳涂层、中涂层、底色漆层、罩光渗层。水性底色漆和水性中涂漆在欧洲广泛应用，西欧的水性中涂漆主要是水性聚氨酯树脂和封闭型异氰酸酯型树脂两种。日本光西涂料公司开发的水性聚氨酷中涂漆，施工粘度下固体分已达61 %，VOC含量为12%，140烘干30 min，达到溶剂型中涂漆的性能。我国除上海通用轿车和上海大众新建的第二条巧万辆轿车涂装线是按照水性涂料施工设计建造的，其它厂家还没有水性涂装线。另外聚氨酯涂料还可用作汽车的修补漆，德国90%汽车修补漆是由双组分脂肪族二异氰酸酯与丙烯酸树脂组成的涂料，涂层丰满光亮。随着2002年的临近，我国环保法将对汽车涂装实施VOC排放限量要求，国内水性聚氨酯涂料市场将面临严峻挑战。3.在木器家具上的应用溶剂型聚氨酯木器漆性能优良，能与溶剂型聚氨酯漆相媲美。双组分水性聚氨酯涂料的工。化使VOC含量降低70%-90%，并完全可以满木器漆快干、光泽度、适用期等性能需要。据统计，1997年木器漆的消费量为88 kt，占个家具漆市场的70 %，而且1997年以来聚氨酯的年消费量比较稳定。随着生活水平和环意识的提高，溶剂型聚氨酯漆必将有一部分被性聚氨酯木器漆取代，因此外国公司纷纷看好国的水性聚氨酯木器漆市场。随着我国加人世-贸易组织的谈判日益深人，国内的贸易壁垒必：会有所改变，国内企业若不抓紧时机开发出有竞争力的水性聚氨酯木器漆，水性木器漆市场可为国外垄断。4.皮革涂饰皮革涂饰一般由聚氨酯树脂、染料、助剂等组成，树脂是其中的关键组分。我国在这方面也展了一些研究，如安徽大学科招精细化工厂开发出耐光、耐水、耐溶剂的综合性能优良的聚氨酯乳液系列产品。但