浅析聚氨酯自乳化法

　　自乳化法是一种不用外加乳化剂来制备稳定的、成膜性好的WPU乳液的新方法，即在聚氨酯的分子骨架中引入亲水性基团（多为可形成离子键的基团）。亲水性基团是通过亲水单体扩链而进入聚氨酯分子骨架，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，不外加乳化剂，凭借这些亲水基团使之乳化，从而制成WPU乳液，这种类型的WPU被称为自乳化型WPU。它可以通过调节体系中的亲水性基团与疏水性基团的比例，制得多种类型的水分散型聚氨酯和水溶型聚氨酯。自乳化型WPU体系稳定性高，产品成膜性能好、粘附性好，因而发展非常迅速。

　　其中阴离子型WPU是一种典型的自乳化型WPU体系。阴离子WPU的制备包含三个主要步骤：

　　(1)由聚醚或聚酯二元醇、二异氰酸酯、阴离子型亲水扩链剂、扩链剂合成聚氨酯预聚体。制备的第一步即二异氰酸酯和二元醇的反应是合成聚氨酯基本的化学反应，反应生成具有氨基甲酸酯基为特征结构的聚氨酯。多异氰酸酯和多元醇反应，在无催化剂的场合，需要在60℃-120℃的温度下完成。一般来说，若其中一个组分显著过量时，可采用60℃-90℃反应。反应过程中的温度需要根据具体的原材料和反应进行的程度来加以控制。

　　(2)用成盐剂将其中和，通常使用三乙胺(TEA)。成盐剂是一种能与羧酸、磺酸基团反应，生成聚合物盐或者生成离子基团的试剂。阴离子型聚氨酯乳液常见的成盐荆有氢氧化钠、氨水、三乙胺、三乙醇胺，但常用的还是三乙胺。

　　(3)乳化扩链过程。在剪切力的作用下于水中分散，同时加入扩链剂乙二胺，获得WPU乳液。乳化过程采用相转移乳化法。

根据具体制备工艺的不同，又可以将自乳化型WPU的制备方法分为丙酮法、预聚物混合法、酮亚胺／甲酮连氮法和热熔法，其共同特点是首先制备相对分子质量适中、端基为-NCO基的聚氨酯预聚体，不同之处主要在扩链过程中。