4.1.4　水性聚氨酯树脂的发展方向

水性聚氨酯未来全球发展趋势随着经济发展和人们生活水平的提高，各国对挥发性有机物及有毒物的限制越来越严格，20世纪90年代，国际上兴起“绿色革命”，促进全球工业向“绿色”方向迈进。而水性聚氨酯在其中将起到不可忽视的作用。水性聚氨酯分散体（PUD）的低VOC含量，符合发展绿色工业的“三前提”（资源、能源、无污染）及“四E”原则[经济（economye）、效率（efficiency）、生态（ecology）、能源（energy）]。进入21世纪第一年，世界PUD年产量已达25万吨。欧洲、美洲PUD年均增长率超过5%，亚洲年均增长率超过10%。PUD在工业水性漆、建筑涂料、材料涂层、水性胶等拥有很大的发展空间。国外经过几十年发展，PUD产品在汽车涂料、皮革涂饰剂、胶黏剂等领域已接近或达到溶剂型产品水平，PUD的合成技术已较成熟，未来发展趋势是增加PUD的新功能、提高附加值、开发规模生产和应用领域、开发先进工艺技术。

从1937年德国Otto Bayer开发了聚氨酯化学以来，人们对聚氨酯树脂优异的化学性能已有了充分的认识。聚氨酯树脂广泛应用于许多领域。在涂料领域中，由于其许多优异性能，广泛用于汽车、火车、飞机、船舶、电子、电器、建筑、家居装潢等领域的装饰和保护，现已公认聚氨酯涂料是一类性能优良的高品位涂料。但目前大多数聚氨酯涂料仍以溶剂型为主，含有较多的有机溶剂和一定量的游离异氰酸酯，在施工应用中，气味大、易挥发、使用时造成空气污染、易燃，或多或少具有毒性，影响了人们的环境和健康。近20年来，一些发达国家制订了环保法规对VOC进行限制和对环境污染进行控制，要求保护地球环境的呼声越来越高涨，这些因素使一度未受到重视的水性聚氨酯涂料的研究开始活跃起来，在品种和应用方面有了长足的进步。

水性聚氨酯虽然生产时间不长，但发展却相当迅速。1943年德国人P.Schlack首次成功地制备了水性聚氨酯。聚氨酯涂料用水代替有机溶剂，在当时来说简直是科学上的奇迹。要解决众所周知的异氰酸酯和水反应的问题，对聚氨酯制造商来说无疑是一场挑战和技术上的突破，因此水性聚氨酯涂料的产生引起了人们相当大的兴趣和商业界的重视。20世纪60年代，Bayer公司的Dieterich博士^[6]发明了一种内乳化法，提高了水性聚氨酯的稳定性，获得了优良的成膜性。1967年水性聚氨酯首次实现工业化并在美国市场问世。1972年Bayer公司率先将水性聚氨酯用作皮革涂饰剂，水性聚氨酯开始成为重要商品。70年代后期，降低了其成本，从而拓宽了市场。80年代是水性聚氨酯在生产、应用等方面的完善时期。80年代中期，水性聚氨酯的改性有了进一步突破。90年代以来，研究人员在水性聚氨酯的合成方法和原料上做了进一步的开发和研究，大大提高了其储存性和使用性。

国内水性聚氨酯的研究始于20世纪70年代，因种种原因进展缓慢。但由于国内科研工作者做了大量的研究工作，水性聚氨酯也已实现了工业化生产。

随着水性聚氨酯更广泛、更深入的应用，对其性能的要求也进一步提高，今后的水性聚氨酯将朝着高科技含量、高性能、多功能性方向发展。实践证明，环氧树脂、丙烯酸酯、有机硅以及纳米材料复合改性都可以很好地提高水性聚氨酯的综合性能。今后应进一步加强复合改性技术的理论研究，深入研究各种因素对复合改性性能的影响，以便把产品做得更好。还要充分利用聚氨酯分子的可设计性，探索新的合成方法和工艺，在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构，以获得具有更多功能的复合水性聚氨酯。同时应重视应用技术的研究，加速复合改性水性聚氨酯的生产和推广，这将具有重要的实践意义。随着经济的发展和水性聚氨酯消费需求的增大，以及科研人员的努力，高性能的复合改性水性聚氨酯必将取得长足的发展，在许多领域正逐步取代溶剂型聚氨酯涂料，并显示出巨大的社会效益和经济效益。