水性聚氨酯涂料的研究与应用
第27卷第6期
山 西 化 工
Vol.27 No.6
2007年12月
SHANXI CHEMICAL INDUSTR Y
Dec.2007
收稿日期:2007209219
基金项目:山西省科技攻关项目(2006031132201)。
作者简介:杨惠弟,女,1959年出生,1990年毕业于湖南大学化学化工系,副教授。研究方向:涂料。
综述与论坛
水性聚氨酯涂料的研究与应用
杨惠弟
(太原工业学院,山西 太原 030008)
摘要:综述了水性聚氨酯(WPU )涂料的性能及其组成,介绍了WPU 涂料的种类和改性方法,阐述了其应用领域及进展。
关键词:聚氨酯;水性涂料;研究进展
中图分类号:TQ630 文献标识码:A 文章编号:100427050(2007)0620027204
引 言
为了减少涂料对环境的污染和对消费者健康的
损害,许多国家对溶剂型涂料的限制越来越严格,从而使涂料由溶剂型向水基型的转变成为必然[1]。早在2005年我国就已开始控制新的溶剂型涂料生产企业的审批[2],到2008年将对溶剂型涂料的生产和销售实行控制。
低污染涂料的发展方向有水性化、高固体分化和粉末化三种。与其他两种涂料相比,水性涂料因为具有来源方便、易于净化、成本低、黏度低、良好的涂布适应性、无毒性、无刺激及不燃性等特点,已成为环境友好型涂料的主要发展方向[3]。
1 水性聚氨酯涂料的性能
聚氨酯(PU )涂料是涂料业中增长速度最快的品
种之一[4,5]。水性聚氨酯(WPU )涂料是以水性聚氨酯树脂为基础,以水为分散介质配制的涂料,除具有水性涂料的特点以外,它还有以下突出的优点[6,7]:1)涂膜对塑料、木材、金属及混凝土等表面的附着力好,抗磨性、耐冲击性好。脂肪族聚氨酯水性涂料的户外耐久性好,综合性能接近溶剂型聚氨酯涂料。
2)和其他乳胶涂料相比,其低温成膜性好,不需要
成膜助剂,也不需要外加增塑剂、乳化剂或分散剂。3)容易通过交联反应进行改性,可提高耐溶剂性和抗化学性,改进耐水性,对颜料(包括金属颜料)有良好的适应性,也可提供高光泽涂膜。所含羟基可以适用一些交联剂和固化剂,可进一步改进涂膜性能。4)PU 分子具有可裁剪性,结合新的合成和交联技术可有效控制涂料的组成和结构,为改进其性能提供了更多的途径。
WPU 诸多的优点,使其成为目前发展最快的涂料品种之一。
2 水性聚氨酯涂料的研究进展
WPU 分为单组分和双组分。单组分WPU 涂
料聚合物的相对分子质量较大,成膜过程中一般不
发生交联反应,具有施工方便的优点;双组分WPU 涂料由含羟基的水性树脂和含异氰酸酯基的固化剂组成,施工前将两者混合,成膜过程中发生交联反应,涂膜性能好。由于在水性聚氨酯分子中引入了亲水基团,所以耐水性、耐溶剂性和耐候性等较差是WPU 涂料存在的主要问题,为此,近几年来国内外学者对WPU 的改性进行了大量研究,并取得了很大进展[8]。2.1 单组分水性聚氨酯涂料
单组分水性聚氨酯涂料交联度低,有很高的断裂伸长率和适当的强度,可常温干燥,是应用最早的
水性聚氨酯涂料[9,10]。2.1.1 制备方法
单组分聚氨酯水分散体涂料的制备方法通常有强制乳化法和自乳化法。强制乳化法是将PU 预聚物缓慢加入到含乳化剂的水中,形成粗粒乳液,再送入均化器形成粒径适当的乳液。该法制备的PU 乳液胶体稳定性较差,一般适用于材料的表面处理。PU 乳液涂料的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液[11]的方法。2.1.2 交联改性
与溶剂型PU 涂料相比,WPU 涂料的耐化学性和耐溶剂性欠佳,硬度、光泽和鲜艳度较低,而且分散体的自增稠性差、固含量低,因此限制了其应用领域。通过交联改性的WPU 涂料性能接近传统的溶剂型PU 涂料,具有良好的储存稳定性、机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性。
通过选用多官能度的合成原料如多元醇、多异氰酸酯及多元胺扩链剂等合成具有交联结构的WPU 分散体[12～15],可实现交联改性。在合成中,多元醇的用量不能太大,否则会导致体系黏度过高,合成的预聚体很难在水中分散,甚至引起凝胶,所以一般采用多官能团扩链剂在聚氨酯分子中引入支链结构或添加内交联剂,如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂环丙烷类化合物[16]。对WPU 分散体的交联改性反应在碱性条件下相当稳定,由酸催化进行,涂膜在干燥过程中因水及中和剂的挥发,使得胶膜中的p H 值下降,交联反应得以完成。2.1.3 复合改性
新型的PU 乳液正朝着功能化和复合化方向发展。通过在体系中引入各种功能性成分,可合成出具有特殊性能的复合乳液。目前,对聚氨酯与羟甲基纤维素、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、有机硅氧烷和丙烯酸甲酯的复合乳液均有研究,其中尤以后三类复合乳液的研究最为活跃[17]。环氧树脂具有出色的粘接力、高弹性模量、高强度和热稳定性好等特点[18,19],但其柔韧性很差,易脆。环氧树脂改性是将其作为多羟基化合物,将支化点引入聚氨酯主链。此外,PU 预聚物中的—NCO 还可以同环氧树脂链上的环氧基发生反应。环氧树脂的加入使分散体的综合性能大大提高,扩大了运用范围。实验表明,该类乳液具有很强的分散能力,胶膜性能优异。
有机硅树脂具有良好的低表面能,且耐高温、耐
水性、耐候性及透气性好[20],己被广泛用于聚氨酯
材料的改性。聚氨酯/聚硅氧烷一般为聚硅氧烷和聚氨酯的嵌段共聚物,具有很好的机械性能、柔韧性、电性能和表面性能。用有机硅氧烷改性水性聚氨酯,可提高聚氨酯的相对分子质量[21],且涂膜硬度高,耐沾污性、耐水性和耐溶剂性好。
丙烯酸改性聚氨酯乳液(PUA )可将聚氨酯的较高的拉伸强度和抗冲击强度、优异的柔性和耐磨损性能与丙烯酸树脂的良好附着力、较低的成本等许多优点有机地结合起来,制得的水性树脂固含量高、成本低[22]。李璐[23]等用丙烯酸乳液对水性聚氨酯共混改性得到兼有水性聚氨酯和丙烯酸乳液性能的共混物。这种共混物涂膜的硬度、光泽及耐水性等都有明显的改善,而且成本降低。张红,陈大俊[24]将水性聚氨酯和丙烯酸乳液复合,克服了各自的缺点,使涂膜性能得到明显改善。2.2 双组分水性聚氨酯涂料
由于单组分WPU 涂料的涂膜性能不够理想,且实际应用中,有时为了满足高强度的需要,常采用对单组分水性涂料的涂膜进行一些后处理比如烘烤等,以提高涂膜的交联度。但也正是这些后处理使其应用范围受到很大限制,所以对双组分WPU 涂料的开发与研究变得十分活跃。20世纪90年代初,Jacobs 成功地开发出了能分散于水中的多异氰酸酯固化剂,从而使双组分水性聚氨酯涂料进入实用研究阶段。常规的双组分水性聚氨酯涂料由含羟基的水性多元醇和低黏度含异氰酸酯基的固化剂两部分组成,其涂膜性能主要由羟基树脂的组成和结构决定。2.2.1 水性多元醇体系含多羟基的水分散体系常称为多元醇组分,它应具有类似乳化剂或保护胶体的作用,以便于固化剂组分在水中的分散。目前,常用的多元醇组分有五种类型[25228]:
1)聚酯型树脂。聚酯多元醇分散体配制的双组分涂料具有流动性好,对颜料润湿性强,涂膜的柔韧性、弹性、耐候性好以及光泽度高等优点。其缺点是涂膜的耐水性差,这是因为聚酯多元醇的酯键容易水解,导致聚合物链断裂,进而影响了涂膜性能。通过将丙烯酸聚合物接枝到聚酯分子链上制备聚酯2丙烯酸复合多元醇分散体,可以提高聚酯链的耐水性。该多元醇复合体系配制的双组分涂料将聚酯的软链段和丙烯酸树脂的硬链段有机地结合在一起,有利于涂膜硬度和柔韧性的改善。
?
82? 山 西 化 工 2007年12月
2)聚醚型树脂。这类树脂价格便宜。由其获得的涂膜中不存在酯键,具有极好的耐水性和耐碱性等,而且其中的醚键对紫外光敏感,所以该类树脂更适宜用于室内装饰。目前国内外的研究较多集中于聚醚型聚氨酯,扩大其应用范围的关键在于如何提高它的光稳定性。
3)醇酸树脂。这类树脂不但原料来源广泛、成本低,而且涂膜流平性好、膜干速度快、光泽度高、与颜料的润湿性强。但是它的硬度不够理想,常需添加辅助树脂和催化剂才能弥补其不足。
4)环氧树脂。由这类含羟基环氧树脂制得的双组分水性涂料具有极强的附着力、耐油性、耐酸碱性、耐盐性、耐水性和耐溶剂性等优点,主要用作高防腐性涂料。大量的研究发现,这类树脂中的羟基值、相对分子质量的大小对其性能的影响十分明显。采用适当羟基值的多元醇以及适当的NCO/OH比,可以使该涂料的抗张强度、硬度、光泽、附着力、柔韧性以及表干时间等性能获得很好的改善。
5)丙烯酸酯树脂。与丙烯酸多元醇乳胶相比,丙烯酸多元醇分散体具有较低的相对分子质量、较高的羟基官能度和较小的粒径,对固化剂分散性好,制得的涂料色泽浅、保光保色性优异、户外耐候性好。方冉等合成出的新型羟基丙烯酸树脂,明显地提高了固体分,具有良好的光泽以及优良的柔韧性、硬度平衡性、耐二甲苯性、耐酸性和耐久性。
2.2.2 多异氰酸酯体系
用于双组分WPU涂料的固化剂分为两类:未改性的多异氰酸酯和改性的多异氰酸酯[26]。
1)未改性的多异氰酸酯。大多数未改性的多异氰酸酯很难与羟基组分均匀混合,必须使用黏度和反应活性低的多异氰酸酯。PU涂料中常用的原料有甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和1,62己二异氰酸酯(HDI)[29]。其中,HDI的户外耐久性、抗黄变性和柔韧性最好。另外一种方法是用溶剂稀释多异氰酸酯组分,以降低它的黏度。一般使用的溶剂为乙酸丁酯或环碳酸酯,用环碳酸酯或内酯作溶剂时,比用乙酸丁酯更能赋予分散体小的粒径和均匀的分布。
2)改性的多异氰酸酯。使多异氰酸酯组分和羟基组分均匀混合的最根本的途径就是把多异氰酸酯水性化。通常有两种方法,即外乳化法和内乳化法。前者使用离子型或非离子型乳化剂,通过物理方式包裹在多异氰酸酯表面来实现其在水中的分散。但该法存在乳化剂用量大、分散后颗粒较粗、稳定性差及耐水性不佳等缺点,因而应用较少。为了克服外乳化法的缺陷,近年来采用亲水组分对多异氰酸酯进行化学改性,即内乳化法。适合的亲水组分有非离子型(如聚乙二醇甲醚[30])、离子型(如22羟乙烷磺酸)或两者混用,这些亲水组分与多异氰酸酯具有良好的相容性,作为内乳化剂有助于固化剂在水相中的分散。
3 水性聚氨酯涂料的应用
不同类型的多异氰酸酯和多羟基化合物反应,可以制得不同性能的涂料,以满足各应用领域的需求。聚氨酯涂膜具有一系列优良的特性,最突出的优点是耐磨性,耐化学品性,良好的韧性、弹性和对基材的粘接性,能在室温或低温固化,因此聚氨酯涂料在各领域得到了广泛应用,被认为是综合性能最好的涂料品种[31]。
随着无毒、无公害、性能好的WPU涂料的研制成功,其应用领域将不断扩大。例如,荷兰Stahl公司已拥有40余种皮革用WPU涂饰剂系列产品。由于WPU的渗透性比溶剂型聚氨酯的渗透性小得多,故在薄层织物上用作涂饰剂可保持织物的柔软性,改善织物的耐磨性、抗皱性、回弹性、耐水性、耐热性及耐洗涤性等[32]。在汽车工业中,车体零部件、内外饰件,特别是各种塑料件使用的涂料,车身表面涂装使用的涂料(即汽车漆)以及修补车身的修补漆等,都广泛采用了WPU涂料[33]。WPU涂料的另一大应用领域是木器漆,它不仅柔韧性、耐磨性、低温成膜性和丰满度好,而且强度大、不回黏[34]。此外,建筑涂料可能是未来WPU涂料的最大应用领域之一,尤其是和丙烯酸乳液混用,可以满足建筑涂料对弹性、耐沾污性、耐候性以及成本合理的要求。
参考文献:
[1] 周盾白,贾德民,黄险波.水性胶粘剂的应用及研究进
展[J].化学与粘合,2006,28(4):2482252.
[2] 胡志鹏.水性涂料发展进入快车道[J].涂料与应用,
2006(1):10213.
[3] 庾光忠.水性涂料的研究进展[J].化工科技市场,
2006,29(4):14218.
[4] 陈 红.水性聚氨酯涂料技术进展[J].涂料工业,
2006,36(3):47251.
[5] 龙 复,寇 波,刘洪荣.水性聚氨酯新进展[J].涂料
工业,1996(3):31232.
?
9
2
?
2007年12月 杨惠弟,水性聚氨酯涂料的研究与应用
[6] 刘国杰.聚氨酯水分散体涂料的广泛应用[J ].现代涂
料与涂装,2000(3):16219.
[7] 赵金榜.聚氨酯涂料的发展和我国面临的挑战(I )[J ].
现代涂料与涂装,2000(2):35237.
[8] 吴 杰,罗振扬,黄 健.水性聚氨酯的改性[J ].上海
涂料,2006,44(4):17222.
[9] 陈国新,赵石林.水性聚氨酯涂料的研究进展[J ].福建
建材,2002(3):527.
[10]徐 峰.水性聚氨酯涂料新进展[J ].涂料工业,1998
(6):38240.
[11]瞿金清,黄玉科,黎永津.单组分水性聚氨酯涂料的进
展[J ].合成材料老化与应用,2002(1):20222.
[12]瞿金清,陈焕钦.环保型聚氨酯涂料的研究进展[J ].现
代化工,2003,23(11):22226.
[13]杨清峰,瞿金清,陈焕钦.水性聚氨酯涂料技术进展综
述[J ].化工科技市场,2004(10):17222.
[14]刘益军,蔡 伟.单组分交联型水性聚氨酯[J ].涂料工
业,1998(8):38240.
[15]刘 芳,吴小华,贾德民.水性聚氨酯的交联改性技术
[J ].合成橡胶工业,2001,24(1):60262.
[16]Chen G ,Chen K.Self 2curing behaviors of single pack
aqueous 2based polyurethane system[J ].Journal of Applied Polymer Science ,1997,63(12):126.
[17]张洪涛,尹朝辉,林柳兰.聚氨酯乳液改性的研究进展
[J ].印染助剂,1998,15(4):34237.
[18]罗建光,赖国隆,毛名飞,等.环氧树脂改性水性聚氨酯
的研究[J ].涂料工业,2002(12):123.
[19]姜守霞,孙 威,周照毅.环氧改性水性聚氨酯涂料的
合成研究[J ].应用化工,2003,32(5):17221.
[20]卿 宁,张晓镭,俞从正,等.有机硅共聚改性水性聚氨
酯PU 2Si 的制备及性能研究[J ].中国皮革,2001,9
(17):10214.
[21]朱延安,曹树潮,傅和青,等.有机硅氧烷改性水性聚氨
酯的合成[J ].涂料工业,2006,36(6):8210.
[22]候青顺,张剑秋,张翔飞.聚氨酯/聚丙烯酸酯复合乳液
的研究进展[J ].化工进展,2002,21(11):8312835.
[23]李 璐,瞿金清,杨卓如.丙烯酸改性水性聚氨酯涂料
的研制[J ].合成材料老化与应用,2002(2):729.
[24]张 红,陈大俊.阳离子型水性聚氨酯/丙烯酸酯复合
乳液的制备[J ].涂料工业,2006,36(5):13216.
[25]刘 意,张 力,刘敬芹,等.聚氨酯涂料的研究进展
[J ].辽宁化工,2002,31(3):1072112.
[26]吴胜华,姚伯龙,陈明清,等.双组分水性聚氨酯涂料的
研究进展[J ].化工进展,2004,23(9):9792983.
[27]许戈文,熊潜生,王 彤,等.水性环氧改性聚氨酯涂料
的研制[J ].环境保护,1998(11):30232.
[28]方 冉,耿志远,张兴辉,等.双组分高固体丙烯酸聚氨
酯涂料的研究[J ].涂料工业,2005,35(1):7211.
[29]夏彦杰.双组分聚氨酯涂料[J ].中国涂料,1999(2):62
10.
[30]冯 涛,鲁国林,阮家声.可水分散型多异氰酸酯的合
成与应用研究[J ].聚氨酯工业,2006,21(3):13216.
[31]陈义芳.交联水性聚氨酯涂料及性能[J ].聚氨酯工业,
1997,12(4):126.
[32]汪多仁.蓖麻油基水性聚氨酯涂料的开发与应用进展
[J ].涂料与应用,2006(2):30235.
[33]韩宝乐,徐归德.汽车工业中的聚氨酯涂料[J ].化学推
进剂与高分子材料,2006,4(5):12215.
[34]孔志元,何庆迪,殷 武.水性聚氨酯分散体及其涂料
的研究和应用[J ].涂料工业,2003,33(10):40244.
R esearch and application of w ater 2based polyurethane coating
YANG H ui 2di
(T aiyu an I nstitute of T echnology ,T aiyu an Shanxi 030008,China)
Abstract :The properties and composition of WPU coating were summarized in this paper.Its kinds ,modified methods ,application and research progress were also introduced.
K ey w ords :polyurethane ;water 2based coating ;research development
《山西化工》欢迎刊登广告
?
03? 山 西 化 工 2007年12月
水性聚氨酯涂料doc
水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 学院：材料与化工学院 专业：高分子材料与工程 班级：110311班 姓名：李辽辽 学号：110311122 水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 李辽辽 （班级：11班学号：110311122） 摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用 关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用 0引言 聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。 2水性聚氨酯涂料的特点与分类 2.1水性聚氨酯涂料的特点[1] 水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。 2.2水性聚氨酯涂料的分类 目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 2.2.1单组分水性聚氨酯涂料 单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：a.热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。b.含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。c.室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件，不能采用加热的方式交联，必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯
水性涂料的应用及研究进展
JIU JIANG UNIVERSITY 毕业论文 题目水性涂料的应用及研究进展 英文题目Application and research progress of Waterborne Coatings 院系化学与环境工程学院 专业精细与化学品生产技术 姓名汪洋 年级B1311 指导教师付小兰 二零15 年11 月
目录 摘要 (3) 引言 (4) 1水性涂料简介 (5) 1.1水性涂料的发展历程 (5) 1.2水性涂料生产工艺流程 (7) 2水性涂料工业的发展 (8) 2.1水性涂料工业的现状 (8) 2.2常见的水性涂料工业及其进展 (9) 3水性涂料的应用 (10) 3.1水性建筑涂料 (10) 3.2水性汽车涂料 (10) 3.3水性金属防腐涂料 (11) 3.4水性木器涂料 (11) 结语 (12) 参考文献 (13)
摘要 低碳环保是现今社会都在追求潮流，水性涂料及其产品符合低碳环保的要求所以发展潜力巨大。与传统溶剂型涂料相比，水性涂料具有环保和性能优异等特点，成为涂料工业的发展主流。随着环保概念的普及，环保涂料已经成为家具市场新的选择，水性涂料将会得到越来越多消费者的认可，但是因其价格、装饰效果等诸多原因影响，水性涂料未能够成为市场上的主流产品，而其助剂是水性涂料不可缺少的组分，助剂的产品质量和发展水平也从一个侧面反映涂料产品质量和水平。本文分别从概念、发展历程、工艺流程、应用、发展趋势几方面对水性涂料进行了说明和总结,同时指出了水性涂料存在的问题，并对我国的水性涂料前景进行了展望。 关键词：低碳环保；水性涂料；溶剂涂料；树脂
引言 涂料中释放出来的有机挥发物（volatile organic compound,即VOC),尤其芳烃类、甲醛等对人体健康有严重影响。据统计涂料加工和生产释放出来的VOC量占其排放总量的20%~25%,仅次于汽车尾气的排放而位居VOC污染量第二位[1]。随着环保意识的增强，控制VOC的排放越来越受到人们的重视，许多国家都制定了相应的控制标准[2]。由于VOC的严格控制，使涂料的研制和发展方向愈加明确，即寻求VOC 不断降低，直至为零的绿色涂料。绿色涂料是指对生态环境不造成危害，对人类健康不产生负面影响的涂料，也称为“环境友好涂料”。绿色涂料的发展方向有涂料水性化、高固体分化和粉末化。与其他两种涂料相比，水性涂料最突出的优点是分散介质水无毒无害、不污染环境, 同时它还具备价廉、不易粉化、干燥快、施工方便等优点[3]，所以现在成为“绿色涂料”的主要发展方向。
单组份水性聚氨酯木器面漆
单组份水性聚氨酯木器面漆 产品简介： 水性聚氨酯树脂涂料以水为分散介质，只含有很少量的有机溶剂，不易着火，也很少引起污染，是一种无污染、省能源、节能型涂料。与溶剂型涂料产品相比，具有安全、不燃、无毒、不污染环境等优点。聚氨酯分子结构中具有硬链段和软链段组成的链段结构，决定了其既坚硬又柔韧的独特性能，其两相结构使水性聚氨酯具有优异的低温成膜性、流平性既柔韧性，抗热回粘性好，由于氢键的存在，使其具有耐磨、高硬度。 单组份水性聚氨酯木器涂料，具有环境友好特性，并且无溶剂污染，能耗低，适用于连续化工业生产，具有广阔的发展前景。因此，水性聚氨酯涂料，成为当今涂料工业发展的重要方向。 成分：基础配方： 原料名称质量分数/% 乳液75—90 润湿剂0.2—0.8 消泡剂0.01—0.05 成膜助剂3—8 分散剂0.1—0.5 助溶剂1—5 流平剂0.4—0.5 防腐剂0.05—0.3 增稠剂0.1—0.6 特性： ? 施工过程容易，简单。
? 用水直接稀释，无毒，不燃烧，属新一代水性木器漆。 ? 不含苯、甲苯、游离TDI等致癌物质和有害重金属。 ? 硬度高，漆膜丰满坚韧，手感光滑细腻，抗老化性能极佳。 ? 高级水性透明漆及色漆，色彩丰富，漆膜丰满，光泽持久。 ? 坚实耐水、耐磨、耐擦洗、白漆遮盖力好、透明漆透明度高、抗老化性能极佳。 性能检测： 测试项目国标 光泽GB/T 9754-1988 铅笔硬度ISO 15184:1988 冲击强度GB/T 4893.9-1992 耐水性GB/T 4893.1-2005 GB/T 4893.1-2005 耐碱性（50g/L NaHCO3溶 液） 耐干热线GB/T 4893.3-2005 细度GB/T 1724-1979(89) 柔韧性GB/T 1731-1993 附着力GB/T 9286-1998 干燥时间GB/T 1728-1979(89) GB/T 4893.1-2005 耐醇性50%（体积）乙醇 溶液 生产工艺： 如上图所示，向容器中依次加入乳液、湿润剂、消泡剂，间隔3—5min，低速搅拌，然后加入与分散好的助溶剂和成膜助剂混合液，中速搅拌15敏，再加入防腐剂、增稠剂，降至低速分散10min，120目纱布过滤出料，配制水性木器面漆。 施工工艺：
水性聚氨酯防水涂料
水性聚氨酯防水涂料 产品介绍 单组份水性聚氨酯防水涂料（YF-SJ)是以水性聚氨酯树脂为基料，并以水为分散介质的高科技涂料，是通过交联改性聚合物含有封闭异氨酸脂的水性聚合物涂料，具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性、耐水性、耐溶剂性及耐老化性，是当前市场适用于各类工程的最佳防水涂料。该涂料无溶剂污染，加水固化，使用方便。 产品特点 ◇ 延伸性能优，抗拉强度高，耐高低温，耐老化，耐腐蚀。 ◇固体含量高达65%，成膜率大，单位面积用料少。 ◇无溶剂挥发，无毒无味无污染，特别适用于饮水工程，是100%的环保产品。 ◇ 可添加颜料，做成各种颜色，以满足客户要求，达到防水装饰效果。 ◇ 使用时可加10%的水做固化剂；可添加砂子做成防滑层；可添加橡胶粉末做成防渗漏密封剂；也可添加轻质的空心填料做隔热保温层，均不会影响其防水效果。 适用范围 1、工业与民用建筑的平、斜屋面及各种不规则的屋面，特别是要求带装饰性的屋面及运动场。 2、地铁、隧道、通道、水池、伸缩缝、施工缝、变形缝、天沟及各种水利工程的防渗和密封。
3、可作建筑物裂缝的修补，膨胀结合处的密封。 4、可作防腐地坪、防腐池及管道的外防腐、隔热、保温。 产品性能 指标\等级Ⅰ Ⅱ 拉伸强度MPa≥ 1.9 2.45 断裂延伸率％≥ 550 450 撕裂延伸率N/mm≥ 12 14 固体含量%≥ 65 低温弯折性℃≤ -40 表干时间（h）≤ 12 实干时间（h）≤ 24 施工工艺要点： 1. 基面要求干净，无杂物，无油污，坚固，无起砂，有裂缝缺陷应先进行修复，阴阳角做成圆弧；金属表层须先除锈。 2.材料准备：使用前要先将涂料搅拌均匀，不要有沉淀，然后再加10%的清洁水搅拌均匀即可。 3. 可用刮涂法或机械喷涂施工。平面的防水工程涂刮一道即可成型并达到所需的厚度，立面的防水工程需先涂一道非常薄的涂层，以防流挂，再在基层上一次性施工成设计所需厚度。 4. 如需刮涂第二遍，需在上道涂层完全固化后方可进行（约24小时后）。 5. 铺贴保护层或饰面材料，需在涂膜完全固化后进行。施工时应防
水性环氧涂料的现状与应用研究分析
水性环氧树脂涂料性能与应用 摘要本文综述了水性环氧树脂涂料的分类和性能，介绍了目前国内外关于水性环氧树脂涂料的研究现状及与应用，并展望了水性环氧树脂涂料的发展前景。 关键词水性环氧树脂涂料；性能；合成；应用；前景 第七届“中国深圳水性涂料与涂装技术高峰论坛” 指导单位：深圳市科学技术协会 主办单位：深圳市涂料技术学会 水性环氧涂料的现状与应用研究 讲师：聂朝阳技术总监 单位：深圳市彩田化工有限公司 引言 近些年来，环境保护的要求日益迫切和严格,许多国家因此相继颁发了有关控制VOC（挥发性有机化合物, Volatile Organic Compound）的法令。由于环保法规不断强化促使涂料工业加速发展, 其中发展最快的是水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料和辐射固化涂料，其中由于溶剂价格的上涨以及环境保护法规的限制，使得以水作为溶剂成为涂料发展的一个热点。开发既不含VOC或不含HAP (有害空气污染物, Hazardous Air Pollutants)的系统成为新的研究方向,[1]水性环氧树脂涂料具有无污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点,可替代目前广泛使用的溶剂型涂料,具有很大的经济效益和发展前景。 1 水性环氧树脂涂料概述 水性环氧树脂涂料被称作“绿色涂料”。绿色环保是当今世界的主题也是人类文明进步的表现。水性环氧树脂涂料具有有意的金属附着性和防腐蚀性，同时还有很好的化学稳定性和粘结性能，故水性环氧树脂涂料是目前各国研究的重点。 1.1 水性环氧树脂涂料定义 水性环氧树脂涂料是由水性环氧树脂改性聚酰胺树脂及其它辅助材料配置而成的,对基材的附着力强，耐化学药品性及电绝缘性能优异。水性环氧树脂涂料由双组分构成：（1）疏水性环氧树脂分散体（乳液）；（2）亲水性的胺类固化剂。 1.2 水性环氧树脂涂料的分类 目前水性涂料品种繁多，大致分为三种主要类型:水分散型、胶体分散型、和水溶性。市场上广泛使用的主要是疏水性环氧树脂和亲水性胺类固化剂2个组分,根据2个组分的物理形态可分为5种类型。 水性环氧树脂的分类方法很多,按照经典的分类方法将水性环氧树脂涂料分成Ⅰ型、II 型、Ⅲ型、Ⅳ型等4类:Ⅰ型水性环氧树脂体由低分子液体双酚A环氧树脂和水性固化剂组成。采用各种活性稀释剂来调节环氧树脂的粘度和固化后涂膜的交联密度。II型采用高分子量固体双酚A型环氧树脂。环氧树脂是亲油性分子,其亲水亲油平衡值( HLB)小于Ⅲ型。Ⅲ型由低分子量的液体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成,低分子量液体环氧树
水性聚氨酯合成、改性及应用前景
水性聚氨酯合成、改性及应用前景 摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。 关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。 水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。 一、水性聚氨酯的合成 水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。
单组份聚氨酯防水涂料
单组份聚氨酯防水涂料 单组份聚氨酯防水涂料 10 pt字号一、材料简介: 单组份湿固化型纯聚氨酯防水涂料是引进国内最新技术，采用先进工艺和进口原料生产的一种新型纯聚氨酯防水涂料，它克服了双组份聚氨酯防水涂料在使用前要现场调配，且调配不均匀会造成性能下降等缺点。 二、主要特点: 1、单组份湿固化型纯聚氨酯防水涂料涂刷以后吸收空气及基层中的水份湿气而固化成膜，属新一代环保产品。 2、特别适合在潮湿基面和复杂结构的防水施工，无溶剂发挥，自流平。 3、施工安全方便，单组份施工无须混合，固化后涂层坚韧高弹。 4、性能稳定，耐热耐寒(-40?-95?)，耐化学腐蚀，耐老化。 5、粘结力强，能粘结混凝土、砖石、木材、玻璃、金属、橡胶等基材。 三、技术指标: 执行GB/T19250—2003 序号试验项目技术指标 I II 1 拉伸强度(Mpa) ?1.9 ?,(,, 2 断裂伸长率(%) ?5,, ?,,, 3 撕裂强度(N/mm) 12 14 3 不透水性(0.3Mpa30min) 不透水 4 固体含量(%) ?80 ?80 5 低温折弯性(?) ,4,
6 表干时间(h) ?4h 7 实干时间(h) ?12h 四、应用范围: 1、建筑物的平斜屋面、天沟、雨棚及各种不规则的屋面，特别是要求美观的屋顶、过街天桥通道及运动场的防水处理。 2、可用于各种水利工程，如水渠道、地下建筑工程的防水和密封堵漏。 3、室内外墙体的防水、防潮、装饰;化工厂、钢铁厂、电站等腐蚀环境的屋顶及有酸、碱、盐、油池的外防腐。 4、室内地坪、卫生间、浴室、花园、花坛、温泉水池、游泳池、污水处理池及冷库地坪等的防水工程。 5、各类门窗、穿墙管、裂缝的密封防水。 6、金属、水管表面，镀锌板屋面的防腐、防锈、防水处理。 五、施工方法: 1、清除基面上的杂物、污渍、灰尘、涂刷本产品的部位应坚固、干净、无明水。 2、基层小于2mm的裂缝应先用本品涂刷封闭。 3、金属表面须除锈处理后再涂本产品。 4、先进行节点处理，再用塑料或橡胶刮板等适当的工具将本品均匀涂刮于清理好的基面上。 5、涂膜厚度大于2 mm，可分2-3遍涂刮，每次涂刮的时间间隔以上一次涂层表干不粘手为准，涂刮方向应互相垂直。 6、参考用量:(1.0mm厚)1.2-1.5kg/?;(1.5mm厚)1.8-2.0kg/?;(2.0mm厚)2.4-2.8kg/?。六、注意事项: 1、开启后应立即密封，以防吸潮固化而报废，建议开启后一次性用完。 2、当产品贮存期较长时，涂料表面会形成一层薄胶，使用时剔除，不影响使用。 3、
浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文
浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文 浅析水性聚氨酯涂料研究进展全文如下： 随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物 VOC 含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。水性涂料是以水为分散 介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。水性聚氨酯涂 料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C 含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能 有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。 1 聚氨酯水分散体涂料 1. 1 水性聚氨酯分散体的合成 聚氨酯 PU 水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水 基团,在一定条件下自发分散形成乳液。根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔 融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。丙酮法的 扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。但需回收丙酮 溶剂,生产效率低、能耗大。预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量 的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。近年来聚氨酯水分散体的研究热点有: 1以 脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含 量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性 能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方 面作了大量工作; 2系统研究扩链剂种类、扩链工艺、中和度、介质介电常数等对分散体形态和结构影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解 动力学; 3相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺 N PEO制 备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。水性聚氨酯分散体的制备工艺涉及到脲链段的 生成,有机溶剂的大量消耗,特殊的封端反应, 过量的NCO基含量及特别的反应物如离子型 扩链剂 ,其共同缺点是合成工艺复杂,质量可控性差,因此,探索易于控制的水性聚氨酯分 散体的合成方法成为该领域的研究热点。 2 聚氨酯分散体涂料的改性研究 聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、耐溶剂性不良、硬度、表 面光泽度低等,交联改性可以进一步提高聚氨酯水分散体涂料的机械性能和耐化学品性能。首先,通过选用多官能度的合成原材料如多元醇、多元胺扩链剂和多异氰酸酯交联剂等合 成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。其次,添加内交联剂,如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂 环丙烷类化合物,在碱性条件下相当稳定,在聚氨酯乳液中能稳定存在,涂膜在干燥过程中
水性油漆配方
本帖最后由POD ER 于2009-5-28 21:23 编辑 配方介绍: 此水性漆配方以水性聚氨酯分散体和丙烯酸酯乳液为主要原料，适用于木器表漆和塑料。成膜后为全哑光清漆。用此配方开发的产品有成本的优势。 原料代码投料数量 1 华津思R4188 50.00 2 华津思HD1902 15.00 3 纯水7.22 4 DPnB 3.00 5 DPM 2.50 6 PA30 0.50 7 BYK028 0.43 8 BYK346 0.10 9 TS-100 2.60 10 Glide 440 0.26 11 RM-2020 0.10 12 RM-8W 0.10 13 95%乙醇 4.78 14 纯水13.48 总计100 注释: 华津思R4188: 水性聚氨酯分散体. 华津思HD1902: 华津思丙烯酸酯乳液. DPnB: 二丙二醇丁醚. 美国陶氏化学. DPM: 二丙二醇甲醚. 美国陶氏化学. PA30: 分散剂。巴斯夫 BYK028：消泡剂BYK BYK346: 润湿剂BYK TS-100: 消光粉迪高 Glide 440: 流平剂 RM-2020：罗门哈斯增稠剂，非离子聚氨酯 RM-8W：罗门哈斯增稠剂，非离子聚氨酯 调配方法： 1. 依次投入1、2、3，开机400-600转/分钟，搅拌均匀10分钟。 2. 在400-600转/分钟速度状态下再加入4、5, 搅拌均匀10分钟。 3. 再加入6，7，8 在800-1000转/分钟速度高速分散10分钟。 4. 再加入9，在1000-1500转/分钟速度分散分钟。 5. 再加入10，在600-800转/分钟速度搅拌均匀5分钟。 6. 将11和12，先用13兑稀均匀, 然后慢慢加入以上溶液,在400-600转/分钟速度搅均10-15分钟。
水性聚氨酯涂料的研究进展
水性聚氨酯涂料的研究进展 摘要：随着我国环保法规的日趋完善合人们环保意思的不断深化,环保型化工产品的开发级应用逐渐受到人们的重视。水性聚氨脂以水为基质，具有不污染环境，节能等优点，正逐渐作为溶剂型聚氨酯的代替品在很多场合被广泛应用。通过查阅国内有关文献，阐述了水性聚氨酯的性能并对它的主要研究进展及应用，最后对这一蓬勃发展的新型高分子擦皮料做了展望。 关键词：水性聚氨酯，涂料，应用，研究发展。 1 水性聚氨酯涂料的性能 聚氨酯涂料具优异的耐磨性.柔韧性.流动性.机械能级耐化学品性，同时还有光亮.附着力强等特点。水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一种涂料，具有不然.无毒.无环境污染.无火灾隐患的优点。因而越来越受到重视，成为今后发展的方向。 2 水性聚氨酯涂料的种类和特 水性聚氨酯树脂主要有三种，即单组份聚氨酯，双组份聚氨酯，合改性聚氨酯、水性单组份聚氨酯具有很高的断裂申率和适当的强度，并能常温干燥，但耐水性和耐溶性差，表面光泽度和鲜艳性都较低。 目前国内外很多厂家以开发了睡醒双组份聚氨酯涂料，其VOC显著降低，性能优于或等同于溶剂型双组份聚氨酯涂料。在水性双组分聚氨酯涂料中水石过量的，其反应以异氰脂与羚基的反应为主。原因在于异氰基与羚基，水等得反应速度小于水的蒸发速度。在双水分聚氨酯涂料成膜以后，水的蒸发很快。 水性改性聚氨酯此案料主要有水性聚氨酯改性丙稀脂，例如，在聚氨酯乳液只能够加入适量的丙稀脂乳液，可以使其许多性能得到显著提高。另外，聚氨酯按其原料还可以分位脂肪族和芳香族聚氨酯，芳香族聚氨酯遇日光紫外线黑泛黄分解，只能用做室内才涂料，而脂肪族聚氨酯涂料防紫外线，康水解室内外均可使用。但脂肪族聚氨酯原料价格较昂贵。 芳香族水性聚氨酯脂肪族水性聚氨酯耐候性差 光稳定性差易泛黄 价格较低 佳 佳不易泛黄 较高
水性聚氨酯配制方法
1.低聚物多元醇：聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚三醇、聚丁二烯二二醇、丙烯酸酯多元醇等 水性聚氨酯胶粘剂制备中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多，有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品种低聚物多元醇。聚醚型聚氨酯低温柔顺性好，耐水性较好，且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的价格比聚酯二醇低，因此，我国的水性聚氨酯研制开发大多以聚氧化丙烯二醇为主要低聚物多元醇原料。由聚四氢呋喃醚二醇制得的聚氨酯机械强度及耐水解性均较好，惟其价格较高，限制了它的广泛应用。 聚酯型聚氨酯强度高、粘接力好，但由于聚酯本身的耐水解性能比聚醚差，故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其贮存稳定期较短。但通过采用耐水解性聚酯多元醇，可以提高水性聚氨酯胶粘剂的耐水解性。国外的聚氨酯乳液胶粘剂及涂料的主流产品是聚酯型的。脂肪族非规整结构聚酯的柔顺性也较好，规整结构的结晶性聚酯二醇制备的单组分聚氨酯乳液胶粘剂，胶层经热活化粘接，初始强度较高。而芳香族聚酯多元醇制成的水性聚氨酯对金属、RET等材料的粘接力高，内聚强度大。 其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯胶粘剂的制备。聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐热性好，易结晶，由于价格高，限制了它的广泛应用。 2.异氰酸酯:TDI、MDI、IPDI、HDI等 制备聚氨酯乳液常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯，以及TDI、MDI、HDI：MDI等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。由脂肪族或脂环族二异氰酸酯制成的聚氨酯，耐水解性比芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯好，因而水性聚氨酯产品的贮存稳定性好。国外高品质的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族异氰酸酯原料制成，而我国受原料品种及价格的限制，大多数仅用TDI为二异氰酸酯原料。 多亚甲基多苯基多异氰酸酯一般用于制备乙烯基聚氨酯乳液和异氰酸酯乳液。 3．扩链剂：1，4—丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等 水性聚氨酯制备中常常使用扩链剂，其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种，除了这类特种扩链剂外，经常还使用1，4—丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亚乙基三胺等扩链剂。由于胺与异氰酸酯的反应活性比水高，可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺，在乳化分散的同时进行扩链反应。 4．水：蒸馏水、离子水 水是水性聚氨酯胶粘剂的主要介质，为了防止自来水中的Ca2+、寸+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响，用于制备水性聚氨酯胶粘剂的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质，水还是重要的反应性原料，合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主，在聚氨酯预聚体分散与水的同时，水也参与扩链。由于水或二胺的扩链，实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯—脲乳液(分散液)，聚氨酯—脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力，脲键的耐水性比氨酯键好。
水性油漆简介
水性漆介绍 水溶性漆是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。 水性漆 编辑本段水性漆分类 凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性漆。水性漆包括水溶型、水稀释型、水分散型（乳胶漆）3种。 水溶型 水溶型是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。 水稀释型 水稀释型是指后乳化乳液为成膜物配制的漆，使溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液，制成的漆在施工中可用水来稀释。 水分散型 水分散型主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的漆。乳液是指在乳化剂存在下，在机械搅拌的过程中，不饱和乙烯基单体在一定温度条件下聚合而成的小粒子团分散在水中组成的分散乳液。将水溶性树脂中加入少许乳液配制的漆不能称为乳胶漆。严格来讲水稀释漆也不能称为乳胶漆，但习惯上也将其归类为乳胶漆。 编辑本段发展 基本认识
油漆已经在消费者中深入人心，已经成了一个很平常的东西，很多消费者对于油漆了解的还是很少，包括一些销售油漆十几年的老板对于油漆的危害都不是很了解。油漆只能在涂刷过后一个月后才能入住，消费者以为这个时候油漆就没有毒性了，其实这是错误的，没有刺激性气味只是甲醛挥发到了人的生理所能接受的程度，而油漆固化剂和稀释剂中所含的苯，甲苯，游离TDI还在挥发，这些东西要完全挥发干净至少需要几十年的时间，而这些芳香烃物质对于婴儿小孩及未出生的小孩的智力发育是有很大影响的，游离TDI还具有致癌的危险，在欧洲发达国家很早就禁止了油漆的使用。 发展阶段 大体而言，水性漆技术主要经历了以下三个阶段： 第一代水性漆以丙烯酸为主要原料，其优点是耐水、耐候性能好，是目前水性漆生产企业推向市场的主要产品。其缺点是综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差),硬度、耐磨度等物理指标较低，这也是大多数人认为水性漆不好的原因所在。 第二代水性漆以丙烯酸和水性聚氨酯的复合物为主要原料，不但继承了第一代丙烯酸产品耐候性、施工宽容度好的优点，同时也提高了水性漆的硬度,但是化学性能仍然比较低，目前国内也只有少数几家企业可以生产，是水性漆中的中档产品。 第三代水性漆以丙烯酸改性水性聚氨酯为主要原料，在第二代水性漆产品的基础上，又大大提高了产品的综合性能，铅笔法则测试硬度可以达到2H以上，充分满足了日产需要；耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势；更重要的是化学性能稳定，耐醇耐碱性较前两者大大增强，为水性漆中的高档产品，目前该技术被国内外少数几个厂家所垄断。 虽然水性漆有环保漆膜效果好等优点点，但单组份水性漆在硬度，和耐高温等性能上和双组份油性漆还是有一定的差距。比如用在餐桌和地板上就非常容易表现出其在性能上的不足。这一功能上的缺陷导致了水性漆的发展。 市场上的假双组份水性漆，就象苹果手机一样，山寨版的产品往往层出不穷。在朝日还没推出双组份水性漆之前，市场上就有部分的小涂料厂开始推出了所谓的双组份水性漆，那其实就是一种油漆的改良产品，虽然其硬度等都提高了不少，但其和普通油漆一样含有大量的有毒物质，违背了水性漆以环保无毒保护环境和人体健康的初衷。 编辑本段真假辨别
水性聚氨酯防水涂料
产品简介： 一、材料介绍 水性聚氨酯防水涂料是引进国外先进技术开发研制的高科技产品，本品属于环保型高分子聚合物弹性防水材料，产品无毒无味，具有良好的粘结和不透水性，对砂浆水泥基石面和石材，金属制品都有很强的粘附力，产品的化学性质稳定，能长期经受日光的照射，强度高，延伸率大，弹性好，防水效果好。 二、材料特点 1、单组份，冷施工，无毒无味，，使用安全。 2、可在潮湿（无明水）或干燥的基面上施工，涂层坚韧高弹。 3、对于砖石，砂浆，混凝土，金属，泡沫板，保温层等都有很强的粘附力。 4、施工安全，简单，工期短。 三、适用范围 产品适用于国家重点工程和一般防水工程，如屋面，彩钢瓦，地下室，人防工程，厨卫间，涵洞，隧道，桥梁，水池等工程，也可用于金属管道，车间地坪，水池等工程的防腐蚀及木地板，水泥板，石棉制品，玻璃钢制品，陶瓷制品，地砖等的粘接，也可用于建筑结构的嵌缝材料。 四、施工准备 1 材料及要求 （1）水性聚氨酯防水涂料，应具有出厂合格证及厂家产品的认证文件，并复验以下技术性能。 （2）辅助材料：
2 主要机具： （1）电动机具：电动搅拌器。 （2）手用工具：搅拌桶、小铁桶、小平铲、塑料或橡胶刮板、滚动刷、毛刷、弹簧秤、消防器材等。 3 作业条件： （1）防水层聚氨酯防水涂料冷作业施工，在地下水位较高的条件下涂刷防水层前，应先降低地下水位，做好排水处理，使地下水位降至防水层操作标高以下300mm，并保持到防水层施工完。 （2）涂刷防水层的基层应按设计抹好找平层，要求抹平、压光、坚实平整，不起砂，含水率低于9%，阴阳角处应抹成圆弧角。 （3）涂刷防水层前应将涂刷面上的尘土、杂物，残留的灰浆硬块，有突出的部分处理、清扫干净。 （4）涂刷水性聚氨酯不得在淋雨的条件下施工，施工的环境温度不应低于5℃。 五、操作工艺 1 工艺流程： 基层清理→涂刷底胶→涂膜防水层施工→做保护层 2 基层处理：涂刷防水层施工前，先将基层表面的杂物、砂浆硬块等清扫干净，并用干净的湿布擦一次，经检查基层无不平、空裂，起砂等缺陷，方可进行下道工序。 3涂膜防水层施工： （1）附加涂膜层：穿过墙、顶、地的管根部，地漏、排水口、阴阳角，变形缝并薄弱部位，应在涂膜层大面积施工前，先做好上述部位的增强涂层（附加层）。 附加涂层做法：是在涂膜附加层中铺设玻璃纤维布，涂膜操作时用板刷刮涂料驱除气泡，将玻璃纤维布紧密地粘贴在基层上，阴阳角部位一般为条形，管根为块形，三面角，应裁成块形布铺设，可多次涂刷涂膜。 （2）涂刷第一道涂膜：在前一道涂膜加固层的材料固化并干燥后，应先检查其附加层部位有无残留的气孔或气泡，如没有，即可涂刷第一层涂膜；如有气孔或气泡，则应用橡胶刮板将混合料用力压入气孔，局部再刷涂膜，然后进行第一层涂膜施工。 涂刮第一层聚氨酯涂膜防水材料，可用塑料或橡皮刮板均匀涂刮，力求厚度一致，在1.5mm 左右，即用量为2.2-3kg/m2。
水性聚氨酯涂料的特点与分类
■ PU学堂
水性聚氨酯涂料的 特 点与分类
PU 学 堂
m o o r s s a l C U P
一、水性聚氨酯涂料的特点
水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不 含或含很少量的有机溶剂，粒径小于 0. 1nm， 具有较好的 分散稳定性， 不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些 优良性能， 而且还具有生产成本低、安全不燃烧、 不污染 环境、 不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸 张、 木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有 良好的粘附性。
料。 通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定 性、 涂膜机械性能、耐水性、 耐溶剂性及耐老化性能，而 且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯 涂料的一个重要发展方向。 目前的品种主要包括热固型聚 氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品 种： a. 热固型聚氨酯涂料。 交联的聚氨酯能增加其耐溶 剂性及水解稳定性。 聚氨酯水分散体在应用时与少量外加 交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做 外交联水性聚氨酯涂料。 b. 含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。 该涂料的成 膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。 多 异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物 所封闭， 因此两部分可以合装而不反应， 成为单组分涂料， 并具有良好的贮藏稳定性。
二、水性聚氨酯涂料的分类
目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、 双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 1. 单组分水性聚氨酯涂料。 单组分水性聚氨酯涂料 是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂
20
环 球 聚 氨 酯 网 w w w . p u w o r ld . c o m
c. 室温固化水性聚氨酯涂料。 对于某些热敏基材和
水性聚氨酯涂料的特点及分类
水性聚氨酯涂料的特点及分类 韩慧 （济南大学化学化工学院高材0803） 摘要：随着社会进步,人们保护环境的意识不断加强,发展绿色环保型涂料将成为今后的一个主要方向。聚氨酯防水涂料是反应型涂料的一种,其防水效果优良，在工程中得到了广泛应用。终述了水性聚氨酯涂料的特点及广泛应用，重点介绍了单组份水性聚氨酯涂料，双组份热固性水性聚氨酯涂料，水性改型聚氨酯涂料的性能特点及新发展。介绍了这三种涂料的制备方法及其在建筑、汽车、木器家具、皮革涂饰方面的应用，以及提高水性聚氨醋耐溶剂性耐水性和物理机械性能的固化交联技术。 关键字：水性聚氨酯涂料应用改性交联 CHARACTERISTICS AND CLASSIFY WATER BORNE POLYURETHANE COATINGS Han Hui University of Jinan College of Chemistry and Chemical Engineering Abstact:With the social progress and people to protect the environment consciousness constantly strengthen, the development of green environmental protection coating will become one of the main direction in the future. Polyurethane waterproof coating is a kind of reactive coatings, its waterproof effect in engineering, fine can be widely used. Eventually described the characteristics of waterborne polyurethane coating and widely used, mainly introduces the aggregate-organ, polyurethane coating of waterborne sex of two-component water-borne polyurethane coating, thermosetting waterborne retrofit pu coating performance features and new development. Introduces the three coating, the preparation methods and in building, automobile, wood furniture and leather coating ACTS the role of applications, as well as improving water-borne get together ammoniac vinegar nairongji sexual water resistance and physical and mechanical properties of curing crosslinking technology. ? Key words:The water-borne polyurethane coatings Apply Modified Crossling 1.水性聚氨酯涂料的特点 60年代末以来，随着发达国家居民的环保意识的增强和严格的环保法规，溶剂型涂料的用量成句年下降趋势，同时水性聚氨酯涂料的用量逐年增加。我国这番方面起步较晚，但这些年的努力依然颇有成效。水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料，以水为分散介质的一类涂料，具有生产成本低、不燃、无毒、不污染环境、节省有机溶剂等优点。此外，它还保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。水性与溶剂型聚氨酯树脂相比，其毒性小、保色性优异，但是不良的施工料件有可能影响成膜强度、弹性优于油性涂料，对个别溶剂的抵抗性不如油性涂料，粘结性广泛，对某些基质的粘结性不如油性涂料。在水性聚氨酯涂料中，交联水性聚氨酯涂料具有良好的储存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及老化性能，而且与传统的双组份溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，本文会介绍一些这方面的知识。 2.水性聚氨酯涂料的种类
水性聚氨酯简介
聚氨酯涂料在建筑领域有着广泛的应用和研究，随着各国对环保和节能的日益重视，其发展从最初的溶剂型到现在的水性化。与溶剂型聚氨酯涂料相比，水性聚氨酯(WPU)涂料具有无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点，属于当今的绿色高分子材料。近年来，由于社会经济快速增长，建筑行业不断发展，建筑涂料日益受到人们的重视，已经成为涂料工业中增长最快的涂料品种;WPU涂料将聚氨酯树脂所固有的强附着力、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料低的VOC含量相结合，在建筑市场发挥着举足轻重的作用。 1·水性聚氨酯涂料在建筑领域的应用 建筑涂料广泛应用于建筑物的装饰和保护，要求是能抵御外界环境对建筑物的破坏，能对建筑物的防霉、防火、防水、防污、保温、防腐蚀等起保护功能;更重要的是低毒或者无毒、不易燃，对人类来说有足够的安全性。WPU涂料所具备光泽性、柔韧性、耐候性、耐溶剂等优异性能以及无毒、环保的优点，使其在建筑领域大放异彩。 1.1地坪涂料 地坪涂料是一类应用于水泥基层的涂料，要求具备耐磨、防滑、耐腐蚀、耐沾污等性能。WPU涂料所具备的柔韧可调整和环保等优势，在地坪领域所占的份额越来越大。对于单组分WPU，需要通过交联改性来获得优异的力学性能、耐水性、耐溶剂性以及耐老化性，从而满足地坪涂料的要求。而双组分WPU自身所具有的易清洗、耐磨性、耐刮擦性、耐化学品等优异的性能，在地坪领域应用十分广泛。陈凯研究一种双组分WPU地坪涂料，是由硅丙水分散体的OH基团和多异氰酸酯NCO基团两组分配制而成。结果发现，有机硅氧烷单体加入量、羟基含量、酸值、固化剂的选择等对涂膜性能均有显著的影响。当硅氧烷单体质量分数为5%～10%、羟基量为2.8%～3.0%、酸值在25～36mgKOH/g、玻璃化转变温度为40～58℃条件下合成高性能含羟基硅丙树脂，将其与固化剂配制的地坪涂料涂膜性能最佳;其涂膜坚硬、耐久，具有很好的耐水性、耐蚀性、耐划伤性和耐擦洗性。沈剑平等研究发现，只要选材得当，双组分WPU涂料可以实现非常优异的综合性能。用基于多元醇分散体BayhydrolAXP2695和多异氰酸酯BayhydurXP2487/1研发的白漆，以60kg的压力将40mm×40mm的冬季防滑胎压放在涂料样板上，常温压放1d后，在50℃下压放3d，发现其漆膜表面仅留下轻微的印痕，并且可以用乙醇轻易地擦拭干净。最新的研究表明，某些高交联密度的双组分WPU地坪涂料具有优异的抗热胎痕的性能。 1.2建筑防水涂料 目前在建筑防水领域，溶剂型聚氨酯涂料应用比较广泛；但随着环保的力度的加大，涂料势必要向无溶剂、水性化方向发展。WPU由于引入亲水集团，涂料的耐水性不佳，无法满足建筑防水涂料的需求，所以可以通过改性来提高和改善相应性能。罗春晖等采用氮丙啶对阴离子WPU分散体(PUD)进行交联改性，结果表明，室温下氮丙啶可与PUD链上的羧基反应，其加入可以显著改善涂膜的耐水性、耐溶剂性及耐沾污性。沈一丁等以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇(PTMG)以及二羟甲基丙酸为主要原料合成聚氨酯预聚体，并引入含酮羰基的双羟基化合物(DDP)与预聚体进行交联，再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性，合成了稳定高交联度脂肪族WPU，研究结果表明，KH550能显著改善水性聚氨酯的力学性能及耐介质性。当KH550质量分数由0增加至10%时，乳胶膜的拉伸强度由20MPa 增加至27MPa，吸水率由43.2%降低至21.3%，吸丙酮率亦由47.5%降低至26.2%。TG 分析表明，随着KH550含量的增大，聚氨酯涂膜的热稳定性明显提高。郭松等采用蓖麻油为内交联剂合成防水性能较好的WPU成膜剂，以表面能、吸水率、接触角等指标分别考察蓖麻油的不同用量对WPU防水性的影响。结果表明，当蓖麻油最佳质量分数为4%时，其表面能仅为26.3mN/m，水接触角可达106.8°，吸水率为8.7%，其拉伸强度达22.77MPa，断裂伸长率达到了489.83%，开始分解温度提高到173℃，制得的WPU膜有良好的防水性能和一定的力学性能。以上品种均可以用于建筑防水。