??????? ——访安徽大学教授、水基高分子材料安徽省工程研究中心副主任 杨建军

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2009年9月16日，在中国（葫芦岛）聚氨酯产业2009高峰论坛暨全国聚醚多元醇行业生产与技术交流会期间，采访了安徽大学教授杨建军先生。

ChinaPU：水性聚氨酯与普通溶剂型聚氨酯相比，有哪些特点？

杨建军：溶剂型聚氨酯的性能不错，但从环保、资源上讲不可取。比如聚氨酯合成革浆料的固含量一般为30%左右，{zg}的40%，而剩下的60-70%都是溶剂。在生产合成革产品过程中，溶剂挥发到大气中去了，一是浪费资源，二是污染环境。再比如绝大部分食品复合薄膜用的双组份聚氨酯胶粘剂，固含量在50-70%之间，有些75%。溶剂用的是醋酸乙酯，大量溶剂一经过烘道就挥发到大气中，污染大气环境。

水性聚氨酯以水为分散介质，具有xx、无味，不燃、不爆，绿色环保等特点，符合发展绿色工业的“三前提”(资源、能源、无污染)和“四E原则”(经济ECONOMYE、效率EFFICIENCY、生态ECOLOGY、活力ENERGY)。水性聚氨酯基本上没有环保、资源上的问题，所以全世界呼吁发展绿色经济、低碳经济，那么水性聚氨酯就是必然选择之一。

现在，水性聚氨酯的性能能够做到接近甚至超过溶剂型的品种还不多，主要是存在两个问题：其一是水性聚氨酯很难做到溶剂型那样的高光度；其二是耐水性没有溶剂型的好。如果这两个问题都解决了，那么很多溶剂型聚氨酯产品就要退出市场了。针对这两个难题，我们可以通过分子结构设计，用纳米材料进行原位乳液聚合，用其他高分子材料进行接枝、嵌段或IPN等多种手段来提高杂化程度和交联程度，或者通过外加交联剂做成双组份的产品，来提高水性聚氨酯的高光度和耐水性。

未来的发展趋势肯定是向水性聚氨酯方向发展。例如塑塑复合胶和纸塑复合胶，以前{bfb}都是溶剂型的，但现在国外包括国内的已经逐步开始用水性聚氨酯来替代了。现在我们做一些通用级的塑塑复合胶，但xx的、耐蒸煮型的塑塑复合胶还没涉及到，下一步我们也想在这个方面做一些工作。

ChinaPU：水性聚氨酯的原料与溶剂型的有哪些不同？

杨建军：水性聚氨酯使用的主要原料与溶剂型大致相同，但扩链剂不同。异氰酸酯组分中以IPDI、TDI的用量最多，其次是HDI、MDI，氢化MDI和NDI少量使用。多元醇组分以聚丙二醇醚、聚四氢呋喃醚、聚己二酸多元醇酯、聚己内酯、聚碳酸酯为主。通常用的亲水性扩链剂是二羟甲基丙酸（DMPA），要求工艺适应性好的用二羟甲基丁酸（DMBA），性能xx的用价格贵的磺酸盐亲水性扩链剂。

ChinaPU：水性高分子一般有外乳化和自乳化两种类型，水性聚氨酯是通过哪些途径实现亲水的？

杨建军：我们知道丙烯酸酯乳液一般靠外乳化剂分散于水中，而大部分的水性聚氨酯是通过自乳化、靠自身的亲水基团分散于水中的，这就需要亲水性的扩链剂。

目前外乳化的水性聚氨酯很少看到，国外在早期有这方面的产品，其储存稳定性太差，很不稳定。而现在基本上都是自乳化的。

此外，自乳化的水性聚氨酯还可以根据亲水基团含量不同，做成透明的、半透明的、乳白的等各种外观形态的产品，就是说根据不同的用途做出粒径不同的产品。

ChinaPU：请您简单介绍一下国内水性聚氨酯的发展历史及现状。

杨建军：我国于上世纪80年代初开始开展水性聚氨酯的研发工作。当时做出的产品性能上不够好，并且自己不能生产亲水性扩链剂DMPA。

安徽大学是国内最早做水性聚氨酯的单位之一。80年代初，我们走酒石酸（亲水扩链剂）路线，但酒石酸做出来的产品很不稳定，性能也比现在的差。1988年安徽大学和国家科委合办了合肥安大科招精细化工厂，当时委托一家贸易公司从国外进口了亲水性扩链剂

DMPA，水性聚氨酯的性能立马上升了一个台阶，产量在逐步扩大，用途也得到拓展。随后，我校的科技人员把水性聚氨酯的生产技术推广到全国各地，现在很多工厂的技术都是我们提供的。

安徽大学走在国内水性聚氨酯产业化的最前列。最初我们做皮革涂饰剂，后来又开发出很多系列的产品，在木材胶粘剂、木器涂料、汽车顶棚胶、纺织涂层胶、涂料印花粘合剂、皮革光油、医用水凝胶等方面都做了大量的工作。

另外很重要一点，研发亲水性扩链剂DMPA。安徽大学是最早研发DMPA的单位之一，1992年就实现了产业化。DMPA是由甲醛和丙醛缩合制备的，当时我们跟南京的一个单位合作，做出了这个产品。1988年进口DMPA的价格高达10万元/吨，我们做出来后进口产品的价格就降了。现在DMPA的售价只有4万元/吨，进口产品的价格也被迫下降到4.3-4.5万元/吨。现在我们的DMPA还有少量出口。

到目前为止，DMPA还在水性聚氨酯中广泛使用。这种扩链剂的价格是{zd1}的。当然现在也有一些新产品，例如磺酸盐亲水性扩链剂，它的性能更好，但价格更贵，进口的售价在十几万元/吨。国内也有做的，包括我们这里的研究生，但性能上还不够好，有待于改善。

ChinaPU：安徽大学在水性聚氨酯研发方面有哪些优势及特长？

杨建军：安徽大学凝练学科方向、打造平台建设，有省绿色高分子材料重点实验室和水基高分子材料省工程研究中心。一批老师、研究生在水性聚氨酯这个方向上学术攻关、做产业化研究，有团体优势。安徽大学还有三家水性聚氨酯行业的控股参股公司：合肥安科精细化工有限公司、合肥安大天辐新材料有限公司、安徽安大华泰新材料有限公司。另外，市场上还有很多使用我校技术的企业在生产水性聚氨酯。

企业要立地，学术做xx。安徽大学通过学科优势，打造自主创新和持续创新的能力，提升企业的技术支撑平台。我们不仅做出了产业化产品，而且在学术研究上也出了很多成果，包括论文、专著、专利等成果，例如由安徽大学主编的《水性聚氨酯材料》、《聚氨酯医用材料》等两本专著的出版，就填补了国内的空白。

ChinaPU：水性聚氨酯的市场容量有多大？

杨建军：2008年国内水性聚氨酯的产能为10万吨左右，产量约为6.5万吨，年增长率在10%以上，高于世界平均水平（4-5%），发展空间很大。国内做水性聚氨酯的厂家有几百家，长三角、珠三角地区分布最多，但是目前主要是一些小型工厂，成规模的大厂比较少。

ChinaPU：请您介绍一下水性聚氨酯的具体应用。

杨建军：早期皮革涂饰剂使用丙烯酸酯，但丙烯酸酯在天热时发粘，天冷时发硬、发脆，穿着不舒服，水性聚氨酯可克服该缺点，皮革整饰时的底涂、中涂、面涂中都可用到。目前皮革涂饰中水性聚氨酯的年用量为3万吨左右。由于受世界皮革市场的影响，该领域的增长率比较低。

在纺织行业，内衣、西服等用的全毛精纺面料中，羊毛有鳞片结构，不能水洗，容易打结、起皱。用封闭型水性聚氨酯处理全毛面料，高温解封时异氰酸酯基可与羊毛中的羟基、氨基发生化学反应，聚氨酯树脂将鳞片填平，这样再水洗就没问题了。水性聚氨酯是很好的防水透湿的织物涂层胶，用于夹克布、帐篷布等面料。用于防水的面料，要求水性聚氨酯有很好的耐水性，需用交联剂高度交联。衣服等布料上的图案用的涂料印花粘合剂常用水性聚氨酯和丙烯酸酯乳液的共混物或接枝共聚物来做，可以提高手感、弹性、柔软度，图案牢固度也非常好。水性聚氨酯在纺织上还用于面料植绒胶等很多方面。

在建材上，水性聚氨酯真空吸塑胶将PVC仿木纹皮、吸塑皮等粘贴于刨花板、密度板表面，提高板材档次，用于橱柜、办公家具等。

在聚氨酯家具漆上，以前都是用溶剂型的，现在有越来越多的使用水性聚氨酯清漆。

总的来说，水性聚氨酯作为涂料、胶粘剂和助剂，广泛应用在汽车、建筑、纺织、轻工等领域，包括汽车内饰、建筑涂料、皮革涂饰、纺织涂层与整理、玻纤集束、木工用胶、家具漆、包装印刷等等。