聚氨酯（PU）是指分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯基團(tuán)（-NH-COO-）的聚合物。氨基甲酸酯一般由異氰酸酯和醇反應(yīng)獲得。

下面將從五方面介紹聚氨酯的合成工藝。

一、 原料

聚氨酯樹脂主要由三大原料構(gòu)成：多異氰酸酯（硬段）；多元醇或多元胺等含氫化合物（軟段）；助劑。

1.多異氰酸酯（聚氨酯樹脂的特征原料）

a)芳香族（黃變型）：TDI(甲苯二異氰酸酯)；MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）；PAPI（多次甲基多苯基多異氰酸酯）

b)脂肪族（耐黃變型）：HDI(六次亞甲基二異氰酸酯)；IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）；氫化MDI

2.含氫化合物

a)大分子化合物：聚酯多元醇；聚醚多元醇；聚乙二醇；聚四氫呋喃；端羥基聚丁二烯橡膠；氨基聚醚

b)小分子化合物：丙二胺；異佛爾酮二胺；二乙烯三胺；一縮二乙二醇；1,4-丁二醇；三羥甲基丙烷

3.助劑

a)催化劑：叔胺催化劑（TEDA、N,N-二甲基環(huán)己胺等）；有機(jī)金屬化合物（羧酸鹽、金屬烷基化合物）

b)溶劑：DMF；NMP；NEP；丙酮等

c)擴(kuò)鏈劑：含兩個(gè)官能團(tuán)的化合物，通常為小分子二元醇、二元胺、乙醇胺等

d)光穩(wěn)定劑：紫外線吸收劑（Tinuvin213、UV-327等）；受阻胺光穩(wěn)定劑（2,2,6,6-四甲基哌啶）

e)抗氧劑：自由基鏈封閉劑；過(guò)氧化物分解劑（防老劑264、Irganox5057等）

f)乳化劑：司盤，吐溫等

還有潤(rùn)濕、流平、觸變、偶聯(lián)，防腐劑等等。

二、設(shè)備

三、水性化方法分為外乳化法和自乳化法

1.外乳化法（外加乳化劑）

外乳化法工藝簡(jiǎn)單，但分散液粒徑較大，一般大于1.0微米，存儲(chǔ)不穩(wěn)定；分散階段的強(qiáng)力攪拌對(duì)分散液性能影響大；乳化劑的存在影響成膜后的性能。

2.自乳化法

自乳化法的分散液粒徑較小，存儲(chǔ)穩(wěn)定；乳化溫度不超過(guò)45℃；分散設(shè)備簡(jiǎn)單。目前國(guó)內(nèi)多采用此工藝。

四、水性聚氨酯的合成

1. 陰離子水乳型聚氨酯的合成

根據(jù)具體情況，中和可在乳化前或乳化同時(shí)進(jìn)行，預(yù)聚體的乳化過(guò)程也可用二胺擴(kuò)鏈。

單組份陰離子水性聚氨酯常用的方法有預(yù)聚體分散法，丙酮法，熔融分散法和酮亞胺-甲酮聯(lián)氮法。

2.陽(yáng)離子水乳型聚氨酯的合成

3.非離子水乳型聚氨酯的合成

a）自乳化非離子型水性聚氨酯

單獨(dú)用聚氧化乙烯二醇與異氰酸酯制成的聚氨酯水溶液，在水分揮發(fā)后，機(jī)械性能及耐水性差，實(shí)際意義不大。在此基礎(chǔ)上引入可交聯(lián)成分，如可進(jìn)行丙烯酸酯接枝乳液聚合，引入羧基，再加交聯(lián)劑；還可引入環(huán)氧基團(tuán)。

b)外乳化非離子型水性聚氨酯

乳化劑的殘留會(huì)影響聚氨酯膜的性能，乳化劑分子量應(yīng)在1-2萬(wàn)，PEO含量在60%以上，并且采用末端為羥基的乳化劑。