文 献 综 述

1 绪论

近几年来，随着我国建筑行业的迅速发展，人们逐渐意识到隔热和保温是节约能源、提高建筑物使用功能的一个重要方面。建筑能耗在人类整个能源消耗中所占比例一般在30%-40%[1]，且其中绝大多数是采暖和空调的能耗，所以，关于建筑材料方面的节能意义重大。随着建筑材料的开发，品种繁多的功能性建筑涂料也得到了相应的发展，其用途不断拓宽，性能也在不断提高。

建筑涂料的典型代表是聚氨酯涂料，聚氨酯是带有-NH-COO-特征基团的杂链聚合物，全名聚氨基甲酸酯，是氨基甲酸(CH2COOH)的脂类或碳酸的酯-酰胺衍生物。聚氨酯可以是线性或体形；制品隔热、耐油；应用广，包括胶粘剂、涂料、(弹性)纤维、弹性体、软硬泡沫塑料、人造革等；发展迅速，其产量在逐步聚合物中已上升为首位。[2]

聚氨酯分类方法[3]有很多，按应用范围可分为PU软泡、PU半硬泡、聚氨酯弹性体、聚氨酯鞋底料、聚氨酯浆料、聚氨酯纤维、聚氨酯涂料、聚氨酯胶粘剂和聚氨酯密封圈。其中，聚氨酯涂料按照分散介质的不同，可以分为水性聚氨酯和溶剂型聚氨酯。随着人们环保、能源意识的增强，特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物(VOC)含量的严格限制，水性涂料为代表的低污染型涂料正在迅速发展。[4]

2 水性聚氨酯

2.1 概述

水性聚氨酯(WPU)包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液3种，是以水为介质的二元胶态体系，聚氨酯(PU)粒子分散于连续的水相中，有人也称水性PU或水基PU。[5]水性聚氨酯因其独特的化学结构而具备许多独特的性能[6]，如良好的粘合力、抗磨性、耐冲击性，且易改性、毒性小、低温成膜性好、气味小、使用方便、易清洗、无污染等。

由此可见，水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好等优点与水性涂料的低VOC含量相结合，符合发展涂料工业的”三前提”(资源，能源，无污染)及”四E原则”(经济ECONOMY，效率EFFICIENCY，生态ECOLOGY，能源ENERGY)。[7]然而，一般聚氨酯乳液成膜后硬度、耐水性、机械强度等综合性能较差[8]，为了更好的扩大应用范围，需对WPU进行适当的改性。

2.2 水性聚氨酯的改性方法及机理[9]

高分子材料的改性是指通过物理、机械和化学等作用使高分子材料原有性能得到改善，其含义很广。在改性过程中既可能发生物理变化，也可能发生化学变化，但总原则是要在保持其原有优异性能的前提下，赋予材料新的功能。

高分子材料改性方法很多，总体上可以划分为共混改性、化学改性、填充与纤维增强改性、表面改性等几大类。