水性聚氨酯树脂技术现状及行业进展

刘冰

兰州科天水性高分子材料有限公司 甘肃省兰州市730000

摘要：随着科学技术的发展，我国的水性聚氨酯树脂技术有了很大进展，利用合成水性聚氨酯树脂材料制作的各种产品，有着较好的性能表现，能够满足人们多种多样的使用需求。合成水性聚氨酯树脂材料为绿色环保用品的生产制造提供了探索方向，在生产生活中起到越来越重要的作用。文章就水性聚氨酯技术现状及行业进展进行研究，以供参考。

关键词：水性聚氨酯树脂；化工行业；改性

引言

水性油墨是以水作为主要溶剂，由水溶性树脂、有机颜料及相关助剂经复合研磨加工而成。因此，水性油墨具有无毒、色彩鲜艳等优点。按照水性油墨性能，可将其分为柔印、凹印、平版、网孔版四种。其中，平版和网孔版两种印刷方式主要面对特殊版基材料；柔印属于直接印刷方式，通过印版滚筒将水性油墨转移到印刷材料上，所以具有灵活、经济等特点；凹印则是在压力作用下，通过胶辊工具将水性油墨挤压到印刷材料上，所以具有耐印力高、适用范围广等优势。

1水性聚氨酯树脂油墨连接料性能

按照上述步骤完成水性聚氨酯树脂油墨连接料的制备，并将溶液制备成固化膜，用以测试其性能。为此，设计的水性聚氨酯树脂油墨连接料固化膜制备步骤如下：（1）使用去离子水清洗四氟乙烯方格凹板2~3次。（2）在操作台上水平放置清洗后的凹板。（3）在凹板中、无气泡均匀地倒入水性聚氨酯树脂油墨连接料溶液。（4）在室温条件下放置24h，对凹板中的溶液进行干燥处理。（5）干燥后将凹板放入烘箱，并将其温度调至60℃，再进行8h的干燥处理。（6）烘箱干燥后再将其放入真空干燥箱中，将温度调至60℃，进行最后的12h干燥处理。（7）当连接料固化膜外观呈现透明颜色时，将固化膜从真空干燥箱中取出，放入UV固化机上进行光固化。（8）从UV固化机上，轻轻取下固化膜，放入干燥器内备用。按照上述步骤，得到的固化膜厚度在10~250μm之间。将上述过程制备得到的固化膜均分成5等份，用以测试连接料合成性能。

2水性聚氨酯树脂行业技术发展现状

我国近年来在水性聚氨酯树脂制品的研究和生产上投入了大量资源。国内公司为实现水性聚氨酯树脂产品的量产和无毒环保，从全球知名的化工生产厂家进口了不同类型的离型纸，并参与共同研究。我国公司已拥有美国离型纸厂家生产水性聚氨酯树脂产品的方案。从21世纪初就开始研究的水性聚氨酯树脂生产工艺，已经拥有整套成果，部分产品在专业生产领域可以投产，在可量产性方面有所突破。在设备生产方面，我国企业与国外先进化工企业合作，在干法生产线的生产、使用、推广方面成效卓著。水性聚氨酯树脂制品的生产过程能够做到节能和安全。当前水性发泡纯干法工艺已经可以代替传统的干法合湿法工艺。使用新工艺生产水性聚氨酯树脂制品时产生的中间制品，也能做到无毒无害。生产成本大大降低，做到了真正意义上的环保。运用水性聚氨酯树脂制品优秀的物化特性，可以生产耐污耐脏的高品质仿皮革制品，耐刮耐水的防雨制品，透气性佳的服装鞋子，以及各种汽车产品。在工业生产方面的应用也变得更加广泛。只要解决了技术、设备、工艺方面的问题，做到量产和环保，水性聚氨酯树脂的前景是极为广阔的。

3水性聚氨酯树脂工艺及技术发展趋势

3.1推进合成革原材料研发工作

从溶剂型聚氨酯走向水性聚氨酯树脂材料，是清洁生产工作的一大进步。合成革材料推陈出新，生产工艺技术不断革新。可以说，原材料的调整和替换，从根本上解决了环保问题，能够做到生产过程无毒无害，产出物无毒无害，可降解，对环境友好。水性聚氨酯树脂材料的应用，二甲基甲酰胺树脂的应用与回收，大幅减少了合成革生产过程中的污染问题。合成革生产的研究人员，应加强和国内外优秀聚氨酯企业的沟通合作，共同推进水性聚氨酯树脂的研究。水性聚氨酯树脂材料投入生产，需要对生产设备工艺技术等进行全面的改革，理论上，水性聚氨酯树脂的能耗低于传统溶剂型聚氨酯。研究人员对水性聚氨酯的原理不断探索，发挥其优势作用，促进合成革生产向着高度清洁绿色的方向发展。研究水性聚氨酯树脂材料的性能，开发更高效的原材料、助剂、化纤等。水性聚氨酯生产出的产品功能性强，多种多样，绿色环保，时尚美观，是合成革生产的发展方向。消费者对水性聚氨酯的喜爱和期待都十分强烈，也拉动了合成革企业大力展开这种材料的研究。虽然水性聚氨酯树脂的生产还存在量产困难，工艺不匹配，技术需要革新等各种问题，但是在良好的研发环境和态势下，必将迎来新材料的春天。

3.2制备工艺

以湿法合成革生产设备，开卷符合要求的基布，穿过储布器进入浸渍槽，浸渍已配制好的聚氨酯浆料。通过预凝聚至烫平机、烫光机处理之后，再经过涂覆机定量涂覆浆料之后进入凝固槽内，促使涂覆浆料基于既定比例的DMF－H2O溶液进行置换，以此凝固成膜，然后通过水洗、干燥、冷却等流程制备生成湿法合成革，并进行适度的表面磨削处理。湿法制备合成革表层致密度较高，致密层内孔径小，气态水分子穿过速度慢。为加快气态水分子的穿过速度，选择表面磨削工艺，以使得湿法制备合成革表层开孔，提高透气性。

3.3添加量对胶膜耐腐蚀性的影响

胶膜在酸性溶液中的质量损失率高于碱性溶液和NaCl溶液，胶膜的耐碱性和耐盐性优于耐酸性，胶膜的质量损失率随着E-44添加量的增加而逐渐减小。这是由于大量的极性键和刚性基团随着环氧树脂的引入而被引入，这些基团易与聚氨酯中的各种极性原子及官能团反应，增加了结构的内聚能，使得分子链之间因极性作用而产生缠结，体系形成更致密的交联网络，使得胶膜耐腐蚀性得到明显改善。

3.4生产工艺操作便利性

水性聚氨酯树脂制品的需求每年有数十亿米，其加工要全自动机械化操作。因此此类制品的生产必须具备良好的工艺操作性。调浆搅拌要方便。水性聚氨酯树脂在加入色浆和部分助剂后可以上机操作。条件必须快速、方便、简单。上机操作要轻松便捷，浆料符合全自动作业要求，黏度适宜，容易控制，不会在生产设备上过度流挂，不会产生结块，一定时间内放置不会分层。容易烘干，因为水的比热较大，烘干需要更多的能量，水性聚氨酯树脂成膜需要吸收大量热量。通过技术和工艺改造，让树脂干燥得更快，耗能更少。在生产旺季，就能够加快生产流程，提高效率，满足市场需求。在当前电子信息技术不断进步的背景下，各行各业都在引入智能化生产手段提高生产效率。水性聚氨酯树脂产品的生产也要依托信息技术的进步，让机器的眼睛代替人眼，用精细控制代替经验控制，搜集的生产数据更加精确，能够为研发工作提供更全面的支持，给水性聚氨酯树脂产品的生产注入一股高科技新风。

结语

综上所述，水性聚氨酯树脂材料的研究和发展，必须顺应市场供求关系以及人们对绿色环保材料的需求。为提高水性油墨连接料的附着性和耐水性，本研究采用聚丙二醇、丁二醇和二羟甲基丙酸三种主要原料，以及异佛尔酮二异氰酸酯等辅助原料，制备了水性聚氨酯树脂油墨连接料，并对制备的连接料乳液黏度和耐水性进行了测试，证明其能够满足水性油墨乳液黏度及耐水性的需求。广大的化工研究人员，应用技术人员须紧密配合，加强技术研发与创新，让环保水性聚氨酯树脂成为行业主流。由于其防水性良好但透气性差，在一定程度上阻碍了其应用发展。

参考文献

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