水性聚氨酯分散体树脂的制备工艺是怎样的？

水性聚氨酯分散体树脂的制备工艺主要分为‌外乳化法‌和‌自乳化法‌两大类，其中自乳化法因性能优势成为主流工艺‌。以下是具体制备流程及技术要点：

一、外乳化法（逐步淘汰）

预聚体制备‌：将聚醚/聚酯多元醇与二异氰酸酯反应生成端-NCO基团的预聚体‌。

扩链与乳化‌：加入小分子二元醇/胺扩链，再通过高剪切力与乳化剂（如阴离子表面活性剂）强制乳化‌。

缺点‌：需大量乳化剂，乳液粒径大（>1.0μm），储存稳定性差，成膜后耐水性、机械性能较差‌。

二、自乳化法（主流工艺）

1. ‌预聚体制备‌

以低分子量多元醇（如三羟甲基丙烷、甘油）与二异氰酸酯反应，形成含亲水基团的预聚体‌。

亲水基团通过扩链剂引入（如二羟甲基丙酸、磺酸盐），或直接使用含亲水链段的多元醇‌。

2. ‌中和与分散‌

预聚体经中和（如三乙胺）后，在高速搅拌下分散于水中，形成稳定乳液‌。

关键控制点：搅拌强度、pH值、亲水基团含量（影响乳液稳定性与成膜耐水性）‌。

3. ‌后处理与交联‌

减压蒸馏去除有机溶剂（如丙酮法）‌。

可引入交联剂（如三嗪单体）或通过氢键/离子键形成硬-软多相结构，提升力学性能‌。

三、工艺优化方向

粒径控制‌：采用预聚体分散法或酮亚胺法，将粒径缩小至10-200 nm，提升分散稳定性‌。

性能平衡‌：通过调整亲水基团类型（阴离子/阳离子）与含量，兼顾乳液稳定性与成膜耐水性‌。

00:00 水性聚氨酯树脂

00:10 水性聚氨酯的合成

00:37 水性聚氨酯的发展

总结‌：自乳化法通过分子设计实现无乳化剂分散，是当前水性聚氨酯树脂制备的核心工艺，需重点控制亲水基团引入、分散条件及交联技术‌。