水性聚氨酯的制备方法

1.溶液法（又称丙酮法）

将端异氰酸基预聚体溶解在低沸点溶剂中（丙酮最常用，也称为丙酮法），与亲水性官能基化合物反应，产生聚氨酯离聚物，加水搅拌，蒸馏法回收丙酮，获得水性聚氨酯乳液。过程如下：

这种方法是目前最常用的方法。最重要的方法是重复步骤，重现性好。几乎所有的线性聚氨酯都可以用这种方法植入离子体，然后分散在水相中，成为水分散液。其分散液粒径为0.03~0.5μm，粒度可变范围广，可为不透明、半透明或乳白色热塑性聚氨酯乳液。

2.预聚体分散法

不需要大量溶剂，避免了回收溶剂的麻烦，也满足了低VOC和无VOC未来环保要求的趋势。这个过程的第一步也是合成端-NCO基预聚体，然后植入离子基，使其成为离子聚合物，加水并强烈搅拌。在此期间，聚氨酯预聚体同时形成水分散液和端-NCO基链反应。添加二元胺作为扩链剂可以降低-NCO与水反应的概率，最终产生聚氨酯-脲水分散剂。过程如下：

该方法比丙酮方法简单，无溶剂回收工艺，节能，但产品性能略差于丙酮方法。通常，预聚体在强烈搅拌下加入水分散。如果-NCO活性低或使用高剪切力混合分散装置，也可以反向添加剂分散，即将水添加到预聚体中。该方法使乳液粒径为0.1~0.5μm，可制成不同交联度的聚氨酯乳液。

3.熔融分散法

制备聚酯或聚醚二醇。叔胺和异氰酸酯在熔融状态下制备预聚体，用过量尿素终止产生亲水性双缩二脲离聚物，然后分散在甲醛水溶液中，产生羟甲基化反应，产生羟甲基双缩二脲聚氨酯聚合物，用水稀释聚氨酯双脲乳液。

事实上，在低pH值下，分散相间的缩聚反应可以达到扩链和交联的目的。该反应易于控制，不需要溶剂，也不需要高效的混合装置。可制成粒径为0.03~10μm的分散胶粒。分散液稳定，适用于大规模工业生产，可制备委员长中交联度聚氨酯乳液。

此外，水性聚氨酯的制备方法还包括酮亚胺法。酮亚嗪法。这两种方法分别使用酮亚胺（酮和二胺的缩合物）和酮亚嗪作为潜扩链剂。一般来说，它们不会与异氰酸酯发生反应。一旦遇到水，水解反应就会开始。除酮外，其水解产物为二胺和酐，水解速度远快于异氰酸酯和水的反应。水解过程如下所示：

在此过程中，水解反应产物二胺和酐作为分散在水中的预聚体的扩散剂，几乎与水分散同步，直到水加入相转移。本法必须使用溶剂和分散装置，可制成粒径为0.03~1μm的分散液。