4.2.3　其他原料

4.2.3.1　擴鏈劑（低分子量多元醇）

一般情況下，低分子量的多元醇不能單獨作為聚氨酯樹脂涂料的羥基組分使用，因為這些多元醇與多異氰酸酯預聚體配制漆時，容易產生許多漆病，如漆膜縮孔、彈坑、泛白、失去光澤等現象，但可作為擴鏈劑。

制備水性聚氨酯常采用低分子量的多元醇，如三羥甲基丙烷、甘油、季戊四醇、乙二醇、一縮二乙二醇等。下面分別加以簡要說明。

（1）三羥甲基丙烷　三羥甲基丙烷又稱三甲醇基丙烷，是由甲醛、丁醛在堿性介質中縮合而成的。

（2）甘油　又稱丙三醇。它是由油脂經酸解制得。人工合成甘油是由丙烯經過環氧氯丙烷再水解制得。

（3）季戊四醇　季戊四醇是由四分子甲醛和一分子乙醛在堿性催化劑作用下縮合而成的。

（4）一縮二乙二醇　也稱二甘醇，是由環氧乙烷與乙二醇反應制得。

（5）乙二醇　也稱甘醇。它由環氧乙烷水合或氯乙醇水解、二氯乙烷水解、乙烯催化—氧化—水解而制得。

4.2.3.2　親水性擴鏈劑

在擴鏈劑方面，除了上述所提的二元醇，以及二元胺之外，還有引入親水性基團的擴鏈劑即親水性擴鏈劑。這類擴鏈劑僅在制備水性聚氨酯時使用。這類擴鏈劑中常常含有羧基、磺酸基團或仲氨基，當聚氨酯分子中結合有這些能被離子化的功能基團時，就可以穩定分散于水中。

（1）二羥甲基丙酸　簡稱DMPA，是制備水性聚氨酯最常用的一種親水性擴鏈劑。它是由甲醛和丙醛合成二羥甲基丙醛，再用過氧化氫氧化成二羥甲基丙酸。

（2）二羥甲基丁酸　簡稱DMBA，是制備水性聚氨酯最常用的一種親水性擴鏈劑。它是由甲醛和丙醛合成二羥甲基丙醛，再用過氧化氫氧化成二羥甲基丙酸。

（3） 二羥基半酯　半酯是醇與二元酸酐反應的產物，一般醇與酸酐的摩爾比為1∶1，酸酐的一個羧基被酯化，而保留另一個羧基。

（4）磺酸鹽型擴鏈劑　這類擴鏈劑有乙二氨基乙磺酸鈉，1，4-丁二醇-2-磺酸鈉。

（5）陽離子型擴鏈劑　這類擴鏈劑是含叔氨基的二羥基化合物[R₃R₁NR₂（OH）₂]，其中以N-甲基二乙醇胺[CH₃N（CH₂CHOH） ₂]最為常用。

4.2.3.3　中和劑

理論上講，凡是具有一定強度的酸、堿性物質都可以作中和劑，但不同中和劑對產物的性能影響很大，如邵氏硬度、黏度、色澤等。選擇的主要條件是使樹脂穩定性好、變色性小、外觀好和經濟易得。

陰離子型水性聚氨酸的中和劑是能與陰離子基團發生中和反應的堿性物質，如NaOH、NH₄OH、（HOCH₂CH₂）₃N、（CH₃CH₂）₃N、CH₃NH₂等。從樹脂儲存穩定性看，NaOH外觀最差，粒子粗；NH₄OH及甲胺有變色問題；用叔胺或配合其他的堿類物質，相對來說其穩定性、分散性要好得多，而且久置不變色。陽離子型水性聚氨酯的中和劑是能和叔胺發生季銨化反應的試劑（如氫鹵酸和有機鹵化物等）。中和劑用量一般與含離子型單體量等摩爾加入。研究表明，中和率達到80%的性能最佳。

4.2.3.4　水

水是水性聚氨酯的主要介質。采用的水是去離子水。水除了作分散介質外，還是重要的反應性原料。當聚氨酯預聚體分散在水中時，水也參與擴鏈，形成脲鍵，而脲鍵的耐水性比氨酯鍵好。

4.2.3.5　溶劑

在水性聚氨酯的制備中，有時預聚體黏度很大，為了降低黏度，利于分散，可加入適量的有機溶劑。其中以丙酮最為常用，其他的還有甲乙酮，N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺等有機溶劑。這些溶劑不與—NCO、—OH等發生反應，有利于反應的正常進行，降黏性好，轉相分散。一般情況下，最后均需采用減壓蒸餾的方法將溶劑從體系中除去。若溶劑很少，可以不必除去。因為殘留少量的低沸點溶劑可提高涂膜的干燥時間，少量的高沸點可使涂膜平滑。

4.2.3.6　催化劑

為了縮短反應時間，加快反應進程，經常采用催化劑。如脂肪族、脂環族的叔胺和有機錫類，當叔胺與有機錫催化劑以不同的比例混合時，具有協同效應，催化效率大大提高。常用的叔胺類催化劑有三亞己基二胺、N-烷基二胺、N-烷基嗎啡啉。有機錫類有二丁基錫二月桂酸酯、辛酸亞錫等。有機錫類催化劑催化NCO與OH的反應比催化NCO與H₂O的反應要快得多。

4.2.3.7　乳化劑

采用外乳化法制備水性聚氨酯時，要采用乳化劑。如非離子型乳化劑及陰、陽離子型乳化劑，一般以非離子型乳化劑為主。

4.2.3.8　交聯劑

大多數水性聚氨酯的耐水性、耐熱性及耐濕熱性較差，為了改善其性能，較為有效的方法是在水性聚氨酯中引入交聯，即內交聯和外交聯。內交聯主要有兩種情況：一種情況是在制備時，通過合適的原料及工藝，制得支化和交聯結構的水性聚氨酯；另一種情況是在分子結構中可熱反應的基團，引入熱反應性基團可采用封閉劑形成封閉型水性聚氨酯。此外還可將不飽和雙鍵引入大分子結構中，利用電子束或紫外光輻射等來實現交聯。外交聯是在使用水性聚氨酯時，混入少量的交聯劑而發生交聯反應。常用的交聯劑有環氧樹脂、多元胺、氮丙啶等。

4.2.3.9　其他添加劑

除了上述原料以外，還可有封閉劑、增稠劑、流平劑、分散劑、阻燃劑、顏料及填料等，以改善性能，降低成本。