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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，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，如紙張涂層、汽車內裝飾件涂層。
(7)底涂劑。
大多數水性聚氨酯是熱塑性聚氨酯，能夠采用熱熔膠的方法進行粘接。在這種情況下，水性聚氨酯價格，需要掌握聚氨酯的熔融粘度特性，一般來說，熔融粘度在104Pa·s左右是比較合適的熱熔粘接溫度。
5.其他
(1)植絨加工 植絨加工中，要求粘合劑對PVC塑料底材或布料具有較高的粘附力。衣料植絨要求成型的植絨層具有耐干濕洗滌性，以及對二次加工的適應性。靜電植絨，水性聚氨酯制作廠，有發生火災、的危險，必須采用高性能的水性膠粘劑。水性聚氨酯具有優良的柔韌性，膠層柔軟，可作為植絨粘合劑。內交聯水性聚氨酯或添加交聯劑之水性聚氨酯粘合劑的性能超過丙烯酸酯乳液粘合劑。作為植絨粘合劑，必須增稠。
例如，一種由聚醚二醇、DMPA、聚酯類增塑劑、少量三羥基交聯劑、防老劑、三乙胺制成的陰離子型聚氨酯乳液，用聚丙烯酸增稠劑增稠至48Pa·s，刮涂在斜紋棉布上，上海市水性聚氨酯，濕膠層厚0.25mm，水性聚氨酯供應，在15-30s內撒1mm長的人造絲，通過打漿棒使毛絨定向，在150-155℃干燥5min，吹去未粘附的絨毛，即得到具有柔軟織態感的植絨制品。經干濕擦測試，性能評價為A級。
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