水性聚氨酯的分子不是简单的溶解在水中，而是大量的分子团聚成圆球状胶�！捌 痹谒�，通过胶粒和水的亲和力防止胶粒沉淀，形成稳定的聚氨酯分散体。
从以上图我们可以看到，聚氨酯粒子能够在水中稳定存在是依靠粒子自身重力和粒子与水的亲和力的平衡。若亲和力大于或等于重力，则粒子可以稳定存在，树脂亦可稳定;若亲和力小于重力，则粒子沉降，树脂则发生沉淀或分层。
如何保障聚氨酯树脂有足够的亲和力。现在通常的作法是在水性聚氨酯的分子链中接入和水有亲和力的基团或链段，一般是带有阳离子、阴离子或非离子链的材料。若聚氨酯分子中接入的是阳离子，则该法制得的水性聚氨酯为阳离子型，阴离子和非离子亦然。这些亲水基团或链段处于聚氨酯粒子表面，形成带电层或胶体层对粒子产生包覆效果，且相邻粒子的保护层相互排斥，防止粒子团聚而失稳。
高固含和低固含水性聚氨酯稳定体系的差别。
高固含水性聚氨酯粒子往往比低固含的大很多，一般认为30%固含树脂的粒径在50nm左右，而50%以上固含树脂的粒径往往大于200nm，这样导致粒子自身重力往往大很多，根据重力/亲和力平衡原理，高固含树脂的粒子与水应具有更强的亲和性。为了维持较强的稳定性，聚氨酯粒子要具有更强的保护层，所以要选择更强电解性粒子或链段接入聚氨酯分子中。
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