一、水溶性PU的分类
皮革涂饰用的聚氨酯可分为两种基本类型，以有机溶剂为介质的系统(溶剂型聚氨酯)和以水为介质的系统(乳液型及水溶型聚氨酯)，即有机溶剂系聚氨酯和水系聚氨酯，这两类聚氨酯又可细分为若干小类。这里只对水系聚氨酯(水溶性PU)进行介绍。
水系聚氨酯又称作水乳型聚氨酯、水溶性聚氨酯等。它以水为分散介质，无毒、节能、成本低，不污染空气，符合环境法规要求，因此愈来愈受到制革界的重视。现在用于皮革涂饰的聚氨酯绝大多数都为水系聚氨酯。根据聚氨酯水分散体制备方法的不同，水系聚氨酯又可分为乳液型聚氨酯和水溶型聚氨酯两类。
1、乳液型聚氨酯
通常将含有乳化剂的聚氨酯水分散体称为乳液型聚氨酯。乳液型聚氨酯可通过“外乳化法”而制得，即首先制得溶解在非极性或弱极性溶剂中的分子量较低的含2—5%的游离—NCO基的聚合物，然后通过很强的机械搅拌作用，将此聚合物乳化在含有乳化剂的水溶液中，再加入扩链剂进行扩链，得到含有乳化剂的聚氨酯乳液。也可利用乳化剂技术直接将高分子量的聚氨酯分散于水中而制得聚氨酯乳液。这两种方法都必须注意选择合适的乳化剂，根据所选用的乳化剂的不同类型，乳液型聚氨酯又可分为阴离子型、阳离子型和非离子型聚氨酯。另外，用第一种方法制备聚氨酯乳液时，所有组分的用量应严格按照化学计算的比例;采用第二种方法则要注意，聚氨酯分子中不应含有游离的—NCO基，以免它与水分子反应而使乳液不稳定。
乳液型聚氨酯有很好的成膜能力。在成膜过程中水分别排除后，聚氨酯分子链之间及其离子基团之间呈现很有规律的排布，不但存在氢键，还产生静电作用。结果便形成极其牢固的、有弹性的、对水的作用稳定的薄膜，对革面有强的粘结力。
不过，乳液型聚氨酯属于热力学不稳定体系，乳液的稳定性差，贮存时间短，且制得的聚氨酯乳液粒径较大(一般大于1微米)。影响乳液型聚氨酯的广泛应用和使用性能。因此，乳液型聚氨酯逐渐被后来发展起来的由“内乳化法”制得的水溶型聚氨酯所取代。
2、水溶型聚氨酯
通常将不含有乳化剂的聚氨酯水分散体称为水溶型聚氨酯，水溶型聚氨酯可通过“内乳化法”而制得，即采用能同聚氨酯预聚体的—NCO基发生反应，且带有成盐亲水基团的物质与预聚体作用，生成一种亲水的“聚氨酯盐”，这种聚氨酯盐经搅拌可分散于水中，不需加入任何乳化剂，即可得到白色乳状分散体(或半透明分散液)。根据聚氨酯分子中所引入的亲水基团的不同，水溶型聚氨酯又可分为阴离子型、阳离子型和非离子型聚氨酯。
阴离子型聚氨酯水乳液可选用羟基羧酸类。如酒石、柠檬酸、乳酸等，或胺基羧酸类。如乙二胺和均苯四甲酸酐的反应产物等作为成盐亲水物质，这些物质加入扩链后的预聚体中后，将与扩链后产物中的—NCO基形成新的氨酯键，同时使聚氨酯带上亲羧基，从而使聚氨酯转变为可溶于水的阴离子型聚合物。
阳离子型聚氨酯水乳液可选用醇胺类，如甲基二乙醇胺、三乙醇胺等作为成盐亲水物质，在聚氨酯分子中引入亲水的阳离子胺基。
水溶型聚氨酯在水中的粒子是球状的，它们的核由一些疏水的低聚合度聚合物的缔合体构成，它们的外表面分布有氨基甲酸酯基、脲基和离子化基团，因此酯基避免了水解破坏。由于没有乳化剂的存在，这些粒子对机械搅拌、加热和稀释的敏感性不大。另外，阴离子型聚氨酯分散体比阳离子聚氨酯分散体更耐电解质的作用，对颜料有更大的容纳力，能与皮革涂饰中所采用的其它组分很好搭配。水溶型聚氨酯所成薄膜与乳液型聚氨酯一样，具有很好的弹性、延伸性和抗水性、对皮革的粘着力也很强。
二、水溶性PU在皮革工业上的应用
水溶性聚氨酯涂饰剂配方范围较宽，有利于制革工作者满足有关生态环境方面的要求，适用范围也较广泛——适合于各种高档皮革的涂饰，用其涂饰后的皮革的外观质量，使用性能显著提高，因此水溶性聚氨酯在皮革涂饰中的应用越来越广泛。
1、用于全粒面革的浸渍填充
尽管表面浸渍填充在高质量的修面革涂饰中具有重要作用，但在全粒面革的生产中，表面浸渍填充的方法都受到了一定的限制，这是因为粒面层紧密的纤维结构会阻止通常的浸渍填充树脂通过粒面层向皮内层渗透。荷兰斯塔尔公司研制的水溶性聚氨酯浸渍填充树脂RU—3992，具有细小的分子粒径，能渗入皮革粒面层，填充在粒面层与网状层之间纤维结构薄弱的部位，使该部位脆弱的纤维结构得到加强，从而减少“松面”，甚至完全消除松面现象。在浸渍填充时常加入一定量的异丙醇，以改善浸渍填充初期皮革表面的润湿程度。典型的浸渍填充配方如下：
水 400-700份 PT—4235渗透剂 100份 异丙醇 0—300份 RU—3992 聚氨酯浸渍填充树脂 200份
另外，南京皮革化工厂生产的多功能水溶性聚氨酯，安徽大学恒泰精细化工公司生产的PU—F聚氨酯乳液等都是较好的浸渍填充聚氨酯产品。
2、用于粘合层涂饰
对于来源不同的坯革常需在底层涂饰前进行粘合涂饰，以使这些坯革具有接近一致的粘和性能。水溶性聚氨酯RU—3989就可用在粘合层涂饰，其涂饰配方如下：
水 100份 DL—3575稀释剂或异丙醇 100份 RU—3989聚氨酯树脂 100份
3、封闭层涂饰
涂饰剂中的水和树脂完全渗入吸收能力很强的革内或曾磨过面的革内时。将会导致革面起壳，松面、革的身骨也会变硬。这些缺陷可通过阳离子聚氨酯封闭层涂饰来克服，典型的配方如下：
水 300—500份 PT—4235渗透剂 25—40份 RU—6911水溶性聚氨酯树脂 50—70份 RU—4385水溶性聚氨酯树脂 40—70份 FI—1286阳离子填充剂 30—40份
4、抛光层涂饰
对于生产时髦的全粒面苯胺革，抛光涂饰既可填充皮革表面，使粒面紧实，又可展平革面折皱，从而遮盖皮革表面的部分缺陷，得到粒面平滑，细致的成革。过去的抛光层涂饰剂大多数是采用非热塑性的蛋白质粘合剂，现在则使用水溶性聚氨酯如RU—9611等，它与特殊配方的酪蛋白粘合剂BI—1352，BI—1380结合使用，能很方便地进行抛光操作。经水溶性聚氨酯抛光涂饰的皮革涂层具有很好的防水性，较好的粘合性，柔韧和遮盖性，基参考配方如下：
水 400份 BI—1352粘合剂 100份 BI—1380粘合剂 100份 RU—9611 聚氨酯 50份
进行喷涂和抛光后，于120℃滚筒烫平。
5、底层涂饰
水溶性聚氨酯作为底层涂饰剂，其性能优良，使用方便，可改进涂层的填充性，遮盖性和耐磨性不影响涂层的流平性，而且涂层成膜迅速，与皮子结合牢固，对有伤残的粒面还可起到填充和交联作用。
大部分水溶性聚氨酯涂饰剂(如RU—3904，RU—3908，RU—4385)配方范围较宽，与蛋白质粘合剂、填充剂、蜡液、消光剂、匀饰剂、增稠剂、颜料、染料和特殊助剂结合使用，既可满足时尚外观的需要。又可达到物理性能的要求。
水溶性聚氨酯涂饰剂的革，可保留皮革天然的粒面花纹，对苯胺革及全粒面时尚革的涂饰具有特殊的意义。因为聚氨酯涂饰这两种革时，不需加入颜料和大量的填充剂，却能获得显著的填充和遮盖效果。
水溶性聚氨酯用作底层涂饰时通常与丙烯酸树脂和其它粘合剂搭配使用，以满足皮革时尚外观和特殊使用性能的要求，从而提高皮革档次，获得最大的经济效益。
6、顶层涂饰
顶层涂饰对皮革涂层的耐用性及外观质量影响较大。随着环境法规要求的严格，溶剂型的聚氨酯顶层涂饰逐渐地被水溶性的聚氨酯顶层涂饰所取代。WU—2526及WU—2527双组分脂肪族聚氨酯系统和WU—2518及交联剂WU—2519就是荷兰斯塔尔公司新近研制开发出的水溶性顶层聚氨酯涂饰剂的典型代表。
水溶性聚氨酯涂饰系统具有各种优良的性能，广泛的适用性，既可用于传统的涂饰，又可用于特殊要求的涂饰;既可采用各种各样的揩涂、喷涂，也可采用印刷机器进行辊涂，同时增加了革的附加值，因此近几年水溶性聚氨酯涂饰剂在皮革工业上受到普遍欢迎，得到广泛使用。预计今后这种涂饰剂将得到进一步发展。
参考文献：略。(原文如此)
