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水性聚氨酯涂料是目前水性涂料研發的熱點之一。其具有良好的低溫成膜性，耐高溫回黏性，優異的物理及力學性能(如柔韌性、耐磨性)，低VOC排放，施涂后漆膜豐滿等優點。但水性聚氨酯涂料因水性聚氨酯分散體中含有表面活性劑或具有表面活性劑的特性，容易產生氣泡。而在配制涂料時高速分散和攪拌及施工過程中的噴刷等操作，也會促使氣泡產生;有時為提高水性聚氨酯對基材潤濕，所用的潤濕劑可能助于氣泡的產生和穩定;水性聚氨酯分散體的黏度低，通常為0.03-0.1Pa.s，需使用增稠劑增稠，增稠后使產生的氣泡穩定而不易消除。氣泡的產生，不僅使生產操作困難，阻礙顏填料在水性聚氨酯中的分散，也使設備的利用率不足而影響產量，裝罐時因存在氣泡而需多次罐裝;而且施工中膜內殘留下的氣泡，更影響涂料的裝飾效果和使用耐久性，因此通常需利用消泡劑對其進行處理。
這種方法也叫前交聯法，缺點是易使預聚物黏度增大，較難分散在水中，影響乳液的穩定性。新型交聯劑和多官能團擴鏈劑的篩選與合成的研究相當活躍，已成為提高水性PU物理機械性能和耐水性能的主要途徑之一。另一種方法為聯法，采用帶羧的陰離子PU乳液進行交聯，交聯反應發生在PU分子的羧基上，有氮丙啶、碳化以及金屬鹽類化合物，在室溫條件下進行交聯。這類交聯劑一般在使用PU乳液時加入，因其交聯反應速率很快，短時間內產生凝膠而破乳。聯法可成功解決PU乳液涂膜的親水性問題，但因外加交聯劑，組成雙組分涂飾劑給施工帶來不便，此方法使用較少。
復合乳液聚合法有兩種工藝:
⑴互穿聚合網絡(Interpentrating Polymer Network)。體系中至少有一組分為交聯結構，在分子水平上發生作用，如以酯單體作為合成聚氨酯預聚體的，然后再在聚氨酯乳液中進行聚合即制得酯改性聚氨酯的互穿網絡型乳液。
⑵在水性聚氨酯乳液中加入酯不飽和單體進行自由基聚合， 形成所謂核-殼型酯改性水性聚氨酯的復合乳液。陳義芳采用酯單體作為聚氨酯溶劑制得IPN 結構的酯改性的聚氨酯乳液，研究表明其涂膜具有良好的耐水性及耐污染性。楊建文等將具有羥基側基的樹脂與含有殘留異基的聚氨酯酯進行接枝反應，經胺中和后，用水分散形成自乳化水性體系。研究表明當接枝樹脂中聚氨酯含量在30%~50%時，光固化涂層具有較好的硬度、耐溶劑性和耐水性。
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