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水性聚氨酯是以纖維或皮革處理劑為主要目的開發的。隨著性能的不斷改善，應用范圍也越來越廣。用途包括涂料、膠粘劑(粘合劑)、處理劑、乳液聚合高分子乳化劑等等。
水性聚氨酯的主要用途如下。
1．涂層劑
(1)皮革涂層 聚氨酯材料柔韌、耐磨，可用作天然皮革及人造革的涂層劑及補傷劑。我國自70年代就有水性聚氨酯皮革涂飾劑開發，80年代末、90年代初發展較快，類型以陰離子型聚醚型為主，用于替代丙烯酸酯樹脂乳液皮革涂飾劑，處理天然皮革時它克服了丙烯酸酯樹脂的“熱粘冷脆”的缺點，經涂飾的皮革手感柔軟豐滿。它可與丙烯酸酯樹脂共混使用。聚氨酯涂飾的皮革可用于靴鞋、服裝、女士包等。
(2)織物涂層 可用于多種織物的涂層劑，例如帆布、服裝面料、傳送帶涂層。
(3)纖維處理劑 棉纖維、化學纖維經聚氨酯乳液稀溶液浸漬，脫水，水性聚氨酯乳液，熱處理，可改善手感、耐折痕性和防縮性。
(4)塑料涂層 尼龍、ABS等表面涂層。
(5)地板涂層 可用于體育館、室內木地板的涂層，混凝土地板的涂層，耐磨、耐沖擊，光澤度好。
(6)其他材料的涂層，水性聚氨酯分散體，如紙張涂層、汽車內裝飾件涂層。
(7)底涂劑。
酮亞胺/酮聯氮法
在預聚體混合法中，采用水溶性二元伯胺作擴鏈劑時，由于氨基與-NCO基團反應速率過快，難以獲得粒徑均勻而微細的分散體。擴鏈階段若用酮亞胺或酮聯氮代替二元伯胺進行水相擴鏈則能解決此問題。酮亞胺由酮與二胺反應生成，酮聯氮由酮與肼反應生成。酮亞胺/酮聯氮與含離子基團的端-NCO聚氨酯預聚體混合時不會過早發生擴鏈反應，但遇水時，酮亞胺/酮聯氮與水反應則釋放出二胺/肼，對預聚體進行擴鏈，由于受釋放反應的制約，秦皇島水性聚氨酯，擴鏈反應能夠平穩地進行，得到性能良好的水性聚氨酯一脲分散液。
酮亞胺/酮聯氮法適用于由芳香族制備水性聚氨酯分散液，該法融合了丙法、預聚體混合法的優點，是制備高質量水性聚氨酯
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