水性聚氨酯乳液的黏度是水性聚氨酯產(chǎn)品的性能指標(biāo)之一。影響水性聚氨酯黏度的因素有離子電荷、核殼結(jié)構(gòu)、乳液粒徑等。黏度隨中和度升高而增大，在高中和度時(shí)，黏度的膨脹效應(yīng)愈加明顯，乳膠的粒子增長(zhǎng)較快。隨中和度的增大，聚氨酯乳液的外觀由乳白不透明變?yōu)樗{(lán)色半透明乳液到透明乳液。因?yàn)殡S著中和度增大，乳液的親水性增加，乳液粒徑變小，乳液外觀變透明，但過量中和會(huì)增大體系的黏度，不利于施工，適宜的中和度為90%~100%。

另外粒徑隨著離子含量的增多而減小，離子的比表面積增大，勢(shì)必將增加總的雙電層數(shù)和離子的流體體積從而導(dǎo)致黏度的增大。聚氨酯分子上的離子及反離子越多，黏度越大。固體含量、聚氨酯樹脂的分子量、交聯(lián)劑等因素對(duì)水性聚氨酯黏度的影響并不明顯。對(duì)于水性聚氨酯乳液還可以通過其他的助劑來調(diào)節(jié)黏度。

一個(gè)穩(wěn)定的乳液，在長(zhǎng)期重力作用下，不會(huì)產(chǎn)生大量的沉淀物，乳液在放置過程中黏度也應(yīng)沒有較大的變化。將同一聚氨酯溶液分為兩部分，分別進(jìn)行中和，乳化出不同細(xì)度的兩種乳液進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)粒徑越大，乳液的黏度越低，粒徑越小，黏度越高。從乳液分散狀態(tài)上看，在保證貯存穩(wěn)定的前提下，乳液粒徑越大，彼之間還是相對(duì)有序地排列分散在水中，水溶性大分子以“球形”的卷曲狀態(tài)存在(如圖2-1)，在受外力剪切作用時(shí)，阻力較少，黏度值較低。當(dāng)乳液顆粒很小時(shí)，水溶性大分子不是以“球形”的卷曲狀態(tài)存在，而是以自由伸長(zhǎng)的低能態(tài)出現(xiàn)，這種自由狀態(tài)在大分子之間互相纏繞、盤旋、締合、成鍵，造成了分子間、粒子之間的緊密相連，從而導(dǎo)致乳液的黏度明顯升高，有時(shí)甚至在貯存中產(chǎn)生凝解。對(duì)于高固含量的乳液，由于樹脂含量高，顆粒間緊密堆積，接觸面積增大，很容易產(chǎn)生“膠解”現(xiàn)象，最終失去流動(dòng)性。因此，高固含量乳液的合成中，控制適中的乳液顆粒，是乳液穩(wěn)定的一個(gè)前提條件。

合成較低含量的聚氨酯乳液，中和時(shí)機(jī)械作用的時(shí)間和強(qiáng)度一般對(duì)乳液的黏度沒有較大的影響，但合成高含量的乳液，由于加水量少，在中和乳化時(shí)應(yīng)注意調(diào)整中和工藝，適當(dāng)延長(zhǎng)中和后攪拌作用的時(shí)間，保持乳液在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)受高剪切作用，這樣會(huì)有效地避免因樹脂乳化后黏度值過高，給脫丙酮工藝帶來的種種困難。經(jīng)試驗(yàn)，在攪拌速度恒定和為零情況下，在不同的時(shí)間內(nèi)做黏度值的變化，得到圖2-2。從圖中可知，當(dāng)剪切速度為恒值時(shí)，隨著時(shí)間推移，乳液的黏度逐漸下降，最終達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)取得了最小值[(b)點(diǎn)]，當(dāng)剪切速率為零時(shí)，乳液的黏度緩慢回升，但無論時(shí)間延長(zhǎng)多久，黏度也恢復(fù)不到剪切速率為恒值的最高點(diǎn)[(a)點(diǎn)]。這說明乳液的高觸變性結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，分子間疏水基團(tuán)的締合也有部分得到解除。但當(dāng)剪切外力取消時(shí)，乳液稠度也有一個(gè)回升過程，這種觸變性能也是涂飾過程中所需要的性能。在噴涂和輥涂中，當(dāng)乳液受到氣流或輥涂的高剪切作用時(shí)，黏度表現(xiàn)為最低值，這將有利于配料霧化，并促進(jìn)流平；當(dāng)外力作用停止時(shí)，乳液的黏度會(huì)自動(dòng)升高，又表現(xiàn)出良好的防流掛性，并可避免重噴、流漿現(xiàn)象的產(chǎn)生?？傊?，在保持乳液具有一定的觸變性的同時(shí)，盡量通過外力剪切作用，降低乳液黏度值，使乳液貯存穩(wěn)定。

水性聚氨酯乳化過程的黏度變化也是制備水性聚氨酯過程中的一大特點(diǎn)。水性聚氨酯加水乳化的轉(zhuǎn)相過程就是親水性基團(tuán)包裹疏水鏈段，疏水鏈段聚集的過程?？煞譃槿齻€(gè)階段：第一階段，水加入預(yù)聚體中與親水性基團(tuán)部分水合，解離親水性基團(tuán)聚集態(tài)。由于親水性基團(tuán)聚集態(tài)作為硬段部分，起一定的物理交聯(lián)作用，當(dāng)親水基團(tuán)水合溶解后，物理交聯(lián)點(diǎn)部分離解，軟段疏水鏈段就可以部分相互聚集，形成分散相，黏度變?。坏诙A段，水進(jìn)一步與親水基團(tuán)水合，疏水鏈段聚集增大，黏度增大；第三階段，當(dāng)乳化完成時(shí)，親水基團(tuán)完全解離。具有較高比表面張力的親水基團(tuán)的鏈段大多分布在疏水鏈段聚集成的膠粒表面，從而使乳液穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)，許戈文，水性聚氨酯材料，北京：化學(xué)工業(yè)出版社】