双组分水性聚氨酯主要由含羟基的多元醇组分和异氰酸环已酯固化剂组分组成。异氰酸环已酯固化剂作为水性聚氨酯的重要组成部分，其组成和结构又决定着水性聚氨酯的物理机械性能，耐候、耐介质等化学性能，所以异氰酸环已酯固化剂的研究是水性聚氨酯进入实质性应用阶段的关键。

单组分水性聚氨酯不需要加入交联剂即可得到所需使用性能，但由于其为线性结构、交联度低、分子中含有亲水基团，使其在硬度、耐水性和耐溶剂性等方面存在一定缺陷，应用范围受到限制；而双组分水性聚氨酯交联密度高，具有涂膜硬度高、耐磨性好、附着力强等优异的机械性能和耐水、耐溶剂等化学性能，在一定程度上弥补了单组分水性聚氨酯的不足，能够用作高档材料，是水性聚氨酯发展的趋势。

水性聚氨酯的详细分类

由于聚氨酯原料和配方的多样性，水性聚氨酯开发40年左右的时间，人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多，可以按多种方法分类。

⒈以外观分

水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液，本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液。



对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体是一种对称的芳香族二醇扩链剂。它与MDI有着良好的配伍性,能明显提高、改善制品的抗张强度、硬度和回弹性能。

HQEE/MDI是与MOCA/TDI并列的一个PU弹性体系列,使用该产品的PU一般用于对产品物理性能有高要求的领域.

HQEE是一种代替MOCA的新型无毒扩链剂。广泛应用于MDI的PUR体系（CPU、TPU、MPU）中。能显著提高PUR制品的耐温等级、力学性能（撕裂强度、剪切性、硬度、回弹性等），提高MPU胶料储存稳定性、防止烧焦。很好地改善和调节了PUR的性能。MDI/HQEE常用于对制品物理性能有高要求的领域。如：油井密封件、叉车轮胎、液压汽缸密封件、传送带等PU制品，对改善高回弹微孔泡沫制品性能很有帮助。

对苯二酚二羟乙基醚(芳香族二醇扩链剂HQEE)-固体是主要用于二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）的一种扩链剂。这种扩链剂体系生产的弹性体主要作重载应用, 例如铲车轮胎、油井和液压设备密封、粗料槽衬里和滑冰板轮等。然而, 若对HQEE的使用性能不了解, 就不能得到最佳产品。

一般来说, 用MOCA为扩链剂生产弹性体的设备, 也能用于HQEE体系的生产。但二者的工艺是明显不同的。HQEE和MOCA在将近相同的温度（100℃）熔融，但MOCA会出现过冷而不结晶。HQEE不会出现过冷，但加工设备中必须保持110-116℃（最高122℃）。HQEE熔罐必须均匀加热到110℃以上，缓慢搅动以防止表面和罐壁上起沫。用于HQEE的工艺设备管线要适当地保温和加热, 以防止出现“ 冷点” 而造成管线堵塞和HQEE预聚物混合比的误差。

MOCA/预聚物的混合比可在理论值的90～100%范围内变化, 仍能得到理想的制品。然而, 对于HQEE体系, 必须精确控制二醇扩链剂/预聚物的比例, 才能得到最佳产品性能。预聚物也应保持在110℃下，并且在HQEE与预聚物混合后, 必须维持温度以防止HQEE结晶。整个成型温度必须保持在110-120℃之间。对于薄制件需要较高的温度。低于上述温度时将导致HQEE结晶出现疵点。烘箱或模具加热设备必须超过所要求的成型温度。

未催化的HQEE/MDI弹性体的流化时间, 对于薄制件(如垫圈)大约需2小时;对于厚制件(如铲车轮胎)能明显减少脱模时间。

为了降低扩链剂的熔融温度以达到降低加工温度的目的, 可将HQEE与其它二醇、三醇和工业扩链剂混合使用。常用的比例是HQEE为80-90% , 二醇或三醇为10-20%。

制品的某些缺陷, 可通过改进操作而避免。表面白霜是由于扩链剂/预聚物混合或成型温度太低, 或是由于模具温度太低而造成。模压制品的表面刻痕是由于混合不当或模具过早关闭而引起的。模制品表面翘曲则表明模具可能关闭过晚。


⒉按使用形式分

水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用，或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能，必须添加交联剂；或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能，在这些情况中，水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。

⒊以亲水性基团的性质分

根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团，即是否属离子键聚合物（离聚物），水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物型水性聚氨酯。

⑴阴离子型水性聚氨酯又可细分为磺酸型、羧酸型，以侧链含离子基团的居多。大多数水性聚氨酯以含羧基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人羧基离子及磺酸离子。

⑵阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有铵离子（一般为季铵离子）或锍离子的水性聚氨酯，绝大多数情况是季铵阳离子。而主链含铵离子的水性聚氨酯的制备一般以采用含叔胺基团扩链剂为主，叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用，形成亲水的铵离子。还可通过含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷及酸反应而形成铵离子。

⑶非离子型水性聚氨酯，即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有：①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化；②制成分子中含有非离子型亲水性链段或亲水性基团，亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯，亲水性基团一般是羟甲基。⑷混合型聚氨酯树脂分子结构中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。

⒋以聚氨酯原料分

按主要低聚物多元醇类型可分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等，分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合以聚氨酯的异氰酸酯原料分，可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分，如TDI型、HDI型，等等。

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