水性聚氨酯是配制水性聚氨酯膠粘劑的基礎(chǔ)物質(zhì)和關(guān)鍵組分，它的性能直接決定膠粘劑的最終性能。水性聚氨酯的制備一般是先合成一定分子量的聚氨酯預(yù)聚體，然后在剪切力作用下將預(yù)聚體分散在水中。親水單體擴(kuò)鏈法的合成工藝有溶劑法、預(yù)聚物分散水中擴(kuò)鏈法、熔融分散縮聚法等。
研制工作具有以下特點(diǎn)：
（1）從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要是乳液型，水溶性次之，膠乳型則不常見(jiàn)。
（2）從原料來(lái)看，多元醇主要用聚醚型，聚酯型次之，聚碳酸酯極少見(jiàn)。異氰酸酯的品種更少，只有TDI，HDI、MDI僅見(jiàn)報(bào)道。擴(kuò)鏈劑多用醇類(lèi)，胺類(lèi)較少使用。
（3）從制備方法及種類(lèi)來(lái)看，一般是自乳化，羧酸型、陰離子體系;外乳化，磺酸型，季銨鹽型乳化體系較少;熔融分散，固體自發(fā)分散法等則未涉及。
欲配制高性能水性聚氨酯膠粘劑，必須制備高性能水性聚氨酯。大多數(shù)水性聚氨酯主要是線性熱塑性聚氨酯，由于其涂膜沒(méi)有交聯(lián)，分子量較低，因而耐水性，耐溶劑性，膠膜強(qiáng)度等性能還較差。為提高水性聚氨酯的性能，必須對(duì)其進(jìn)行改性。
水性聚氨酯的改性
從水性聚氨酯的制備工藝過(guò)程來(lái)看，聚氨酯預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu)對(duì)水性聚氨酯的最終性能有著決定性的影響。因此其改性主要應(yīng)從預(yù)聚體上做文章，通過(guò)改變預(yù)聚體的分子結(jié)構(gòu)，分子量大小等等因素而達(dá)到改性的目的，以得到高性能水性聚氨酯。
合成預(yù)聚體的原料選擇
聚氨酯預(yù)聚體的合成原料主要是低聚物多元醇和二異氰酸酯。低聚物多元醇通常分為聚醚多元醇和聚酯多元醇兩類(lèi)，由聚醚多元醇制得的預(yù)聚體有良好的水解穩(wěn)定性，較好的柔韌性和延伸性，且耐低溫性能好;而聚酯多元醇型預(yù)聚體內(nèi)聚力大，粘接強(qiáng)度高。國(guó)外水性聚氨酯的主流產(chǎn)品一般為聚酯型，而國(guó)內(nèi)則以聚醚型為主。有文獻(xiàn)報(bào)道，以一定比例的聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物為原料制得的預(yù)聚體性能較為理想。另外，低聚物多元醇的分子量和官能度對(duì)預(yù)聚體的性能也有很大影響，在預(yù)聚體的分子中引入部分分子量適量的三官能度聚醚，能增加預(yù)聚體的分子交聯(lián)度，從而改善水性聚氨酯的耐水性。
通過(guò)原料及工藝的選擇，能制得部分支化和交聯(lián)的水性聚氨酯，干燥固化時(shí)一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種方法稱(chēng)為內(nèi)交聯(lián)法，多用于單組分體系。還有所謂外交聯(lián)法，即在使用時(shí)添加交聯(lián)劑到水性聚氨酯中，交聯(lián)劑與聚氨酯分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而交聯(lián)，外交聯(lián)法相當(dāng)于雙組分體系。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的水性聚氨酯幾乎都是單組分的，90年代雙組分水性聚氨酯受到重視，其研究重點(diǎn)是減少副反應(yīng)，增加反應(yīng)的選擇性及在潮濕低溫下成膜。
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