聚氨酯涂料文献综述
聚氨酯涂料的研究进展
（ 南师 范 大 学 ，广 州 ５０３ ） 华 １６１
摘
要 ： 综 述了聚氨酯 分类 、 性能 以及发展趋势 。并介绍了水性 聚氨酯涂料 的主要制备方法 。
关
键
词 ： 聚氨酯 ； 聚体 ；改性 ； 预 水性
文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １０ 一 ９５ ２ｏ ）３ ０ 一 ６ ０４ ｏ３ （ｏ２ ｏ １７ ｏ
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中无或 很少存 在 有机 溶 剂 ， 适 合 日益 严格 的环 更
主要 包括如下 几 类 ： 丙酮法 ： 法 是 由 ＤＥ Ｅ ＩＨ公 司首 先 提 该方 ＩＴ ＲＣ 出． 它是用 二异 氰 酸酯与二 元醇 在 丙酮 中反应 ， 得 到聚氨 酯 ． 然后 分散 于水 中即得水 性 聚氨 酯涂料 。
保要求 ， 所以 目前水性涂料 的发展得到 了广泛的
重视 ， 并正 以较大 速度 向前发 展 ， 有关这 方 面的新
产品 和专利 不 断涌 现
， 的产 品性 能 可 以与 有
溶剂型聚氢酯涂料相媲美 ， 甚至有些性能已经超 过溶 剂型 聚氢 酯 涂 料 。如 Ｂ Ｓ 司研 制 的高性 Ａ Ｆ公 能水性 双 组分 聚氨 酯 清 漆 和底 漆 ， 有 极 好 的 综 具
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弟 ３ 卷第 ３期 １ ２０ ０２年 ３月
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我国聚氨酯涂料现状与发展应用
分子结构中含有氨基甲酸醋键的涂料称为聚氨醋涂料, 其涂膜 外观美好、耐磨蚀、有较好的低温柔性和良好的耐化学品性等优点, 被广泛用于工业与民用设备的保护与装饰。 聚氨醋涂料是增长速度最 快的涂料品种之一, 它在涂料中所占比例和增长速度象征着一个国 家的涂料工业水平,受到世界各国的高度重视和广泛研究。
我国聚氨酯涂料发展现状
Development of Polyurethane Coatings Industry in China
中国聚氨酯工业协会涂料专业委员会
轶路机车需求增长，以及石油化工、桥梁船舶、机械工业等 摘要：聚氨酯涂料以其良好性能，已广泛地应用工 业设施和民用装饰等各个领域，是涂料工业中增长速度 最快的品种之一。简要叙述了我国聚氨酯涂料的行业现 状，主要应用领域及聚氨酯涂料品种，提出了我国聚氨 酯涂料的发展方向。 关键词：聚氨酯涂料；水性聚氨酯；发展 产业的发展， 使聚氨酯涂料进入飞速发展时期， 聚氨酯涂料 产量从 1980 年的 0.17 万 t 增加到 2004 年 20 万 t（固含量 计）以上，该领域消耗 TDI 大约 5.5 万 t。产量仅次于醇酸 树脂漆、 酚醛树脂漆和丙烯酸树脂漆， 成为第四大涂料品种。 到 2007 年，我国聚氨酯涂料产量约达到 50 万 t。 目前， 我国聚氨酯涂料企业主要集中在长江三角洲和珠 江三角洲地区，约有聚氨酯涂料品种 60 多种。由于技术和 资金的原因， 外商独资、 合资企业和国内较大规模的生产厂 家，市场定位在中高档产品，个体、乡镇小企业一般以生产 低档产品为主。 主要聚氨酯涂料厂家有： 广东华润涂料有限 公司、上海华生化工有限公司、上海三银制漆有限公司、南 京天祥涂料有限公司、 广东嘉宝莉化工有限公司、 上海造漆 厂、上海元邦化工、武汉双虎涂料公司、杭州油漆厂、广州 制漆厂、中华制漆（深圳）有限公司、上海阿帝兰实业、常 州亚邦集团、 上海欧宝化工有限公司、 东莞秉顺制漆有限公 司、东莞大宝、维新制漆(深圳)、广东美涂士化工、广东鸿 昌化工、深圳大中化工等。 目前我国聚氨酯涂料以双组分聚氨酯涂料为主流， 主要 用于木器家具的涂装。 其次是单组分聚氨酯涂料， 以聚氨酯 为基料，可以生产清漆和色漆。丙烯酸聚氨酯漆用 HDI 缩 二脲为固化剂， 作为汽车修补漆， 在我国大多用于涂装面包 车和大客车以及轻型汽车， 有较好的市场前景。 另外不同的 丙烯酸聚氨酯涂料品种，还可用于汽车、家电、火车等装饰 性要求较高的领域。 聚醚聚氨酯地板涂料、 聚醚聚氨酯机床 涂料、 有机硅聚氨酯飞机蒙皮涂料、 聚氨酯弹性涂料等专用 聚氨酯涂料也在研究和生产。聚氨酯涂料分类及应用如表 1 所示。
水性聚氨酯涂料的应用研究毕业论文
目录1、前言 (1)1.1 环保与水性涂料 (1)1.2 水性涂料存在的问题 (1)1.3 水性聚氨酯涂料的发展现状 (2)水性聚氨酯涂料的合成 (2).1丙酮法 (3).2预聚体混合法 (3).3熔融分散缩聚法 (3)水性聚氨酯涂料的改性 (3).1丙烯酸酯类及含乙烯基的单体改性 (4).2环氧树脂改性 (4) (4).4多元改性的方法 (4).5其它改性方法 (5)2、实验部分 (6) (6) (7)3、结果与讨论 (7) (7)结论 (10) (11) (11) (11) (12) (12)参考文献 (12)摘要:该文综述了水性聚氨酯漆的发展历史和特性，阐明了发展水性聚氨酯漆的价值和意义。
并且对近几年国内外水性聚氨酯漆丙酮法、预聚体混合法、熔融分散缩聚法、酮亚胺/酮联氮法、保护端基乳化法进行了综合说明。
另外对水性聚氨酯漆所存在的问题进行了总结，并阐述了环氧树脂、有机硅氧烷、丙烯酸酯类及含乙烯基的单体等对水性聚氨酯漆进行改性。
最后对水性聚氨酯漆进行了展望并阐述拉在汽车上、在木器家具上和皮革涂饰的应用。
关键词：水性聚氨酯合成改性应用1、前言1.1 环保与水性涂料虽着涂料工业的发展，涂料的花色、品种、功能越来越多，分工也越来越细，但在涂料的制造和施工过程中因有机溶剂的大量排放而对环境造成巨大的污染。
为限制有机溶剂的排放，涂料的固体化、无溶剂化、水性化已呈发展趋势，业内人士广泛赞同的“4E”涂料（Economy，Efficiency，Ecology，Energy）即指上述涂料。
其中，涂料的水性化是近年来发展十分迅速的一个领域，已有不少成熟的产品和技术在广泛使用[1]。
凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。
水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料（乳胶涂料）3种。
水溶性涂料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。
聚氨酯涂料研究现状及发展
R esearch current situation and development of polyurethane coatings
LI X iao m ing , ZHANG Yi x in , FENG H ui x ia , GUO J ing w ei , LIH an f eng
( 1. G ansu Y inguang Juy in Che m ica l L i m ited Company , Ba iy in 730900, China ; 2. Co lleg e of Petrochem ica l Eng ineering , L anzhou U nivers ity of T echno logy, L anzhou 730050 , Ch ina)
[ 16 19]
CO- R ) n OH R OH
OCN ( R NH CO OR O CO NH ) n R NCO 端基为异氰酸酯基的预聚体能与水、 二元醇、 二 元胺等进行反应 , 形成更长链的线性高聚物。也能 与二异氰酸酯反应形成高交联型高聚物。如: 2( m + 1) OCN ( R NH CO OR O CO NH ) n R NCO+ mH 2O OCN ( R NH CO OR CO NH ( R NH NH ) m R NCO + m CO 2 O CO CO O NH ) n R R O NH CO
活泼氢组分的亲核性愈强 , 与异氰酸酯的反应 性也愈强。 典型的聚氨酯加成物是由 TD I与 TM P ( 三羟甲
第 7期
李晓明等 : 聚氨酯涂料研究现状及发展
1 , 2 1 , 2 2 2 2
Abstract : Po ly ureth ane is one of the m ost developm ent synthetic m aterials. Polyure th ane coat ing for its outstandin g bond ing, w ear clean , high lu ster played very i m portant role in the pa in t industry . The po ly ure thane coating w ith m onom er , prepo lym er based and env ironm ental po ly urethane coatin gs research w as re view ed in this paper . The env ironm en t friendly perfor m ance and app lic ation of po ly ureth ane coating w as in troduced , and the develop m ent trend o f polyurethane coatings w as th en d iscussed . K ey w ord s : po lyurethane; coatings ; perfor m ance; app lication 聚氨酯涂料是在 20 世纪后半叶才发展起来的 一种新型材料, 它的结构中除含有氨基甲酸酯键外 , 还含有酯键、 醚键、 脲键、 缩二脲键、 脲基甲酸酯键、 酰基脲键以及油脂的不饱和键 , 因此 , 既具有类似酰 胺基的特性 , 如强度、 耐磨性、 耐油性 , 又具有聚酯的 耐热性与耐溶剂性, 以及聚醚的耐水性和柔顺性。 自从 1937 年德国 Bayer 教授首次合成聚氨酯 以来, 聚氨酯以其软硬度可调节范围广、 耐低温、 柔 韧性好、 附着力强等优点逐渐被人们所认识, 其弹性 体、 泡沫塑料、 涂料及粘接剂等均已获得广泛应用。 另外, 聚氨酯的主要原料异氰酸酯很活泼 , 不仅能与 羟基树脂结合, 还能与底材中的羟基结合 , 形成牢固 的化学键和氢键 , 增强了与底材的粘附力 , 这使它集 涂料的优点于一身, 具有极好的通用性和优异的使 用效果 , 聚氨酯涂料是增长速度最快的涂料品种之 一 , 它在涂料中所占比例和增长速度象征着一个国 家的涂料工业水平, 受到世界各国的高度重视和广 [ 1 5] 泛研究 。本文综述了异氰酸酯单体、 预聚物和聚 氨酯涂料的研究进展。
水性聚氨酯的研究综述详解
水性聚氨酯皮革涂层的研究综述摘要：综述了水性聚氨酯的结构、性能、分类、制备方法及应用；介绍了水性聚氨酯合成的主要原料；概述了水性聚氨酯目前的研究和发展状况。
关键词水性；聚氨酯；皮革；研究现状Review of waterbone polyurethane for leather coating Abstract：The structure，properties，classification，synthetic methods and application of waterborne polyurethane were reviewed in this article. Raw material was introduced. Present research and development of waterborne polyurethane were listed. Key words：waterbone；polyurethane；raw material；present research1 水性聚氨酯简介聚氨酯树脂为含有氨基甲酸酯基团的高聚物，通常由多异氰酸酯或其加成物与含活泼氢的多元醇逐步聚合反应而成，反应过程中除生成氨基甲酸之基团外，还生成脲键等基团。
聚氨酯树脂性能优异，具有机械性能好、耐磨性好、硬度高、耐水、耐化学、耐老化性优异等优点，应用领域极为广泛[1-3]。
聚氨酯树脂在真皮中可用作鞣剂和涂饰剂[4-6]，在合成革还可用做湿法贝斯的制造[7]。
传统的溶剂型聚氨酯已得到广泛的应用，其一般为15-30%的含量，其余组分多为苯类、酮类、N,N-二甲基甲酰胺类溶剂，使用过程中造成浪费，污染环境、损害员工健康。
随着人们环保意识的提高，低VOC或零VOC聚氨酯得到广泛的关注，国内外经多年的研究开发了水性聚氨酯类的环保产品，并先后投入商业生产[8-11]。
其中水性聚氨酯因不含或只含极少的有机溶剂、应用条件较温和等优势的攒竹，得到快速发展。
聚氨酯概况综述
聚氨酯概况一、聚氨酯定义聚氨酯：凡是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯。
分类：聚酯型聚氨酯; 聚醚型聚氨酯。
聚酯型聚氨酯：以异氰酸酯和端羟基聚酯为原料制备的聚酯称为聚酯型聚氨酯。
聚醚型聚氨酯：以异氰酸酯和端羟基聚醚为原料制备的聚氨酯。
二、聚氨酯生产常用原料简介己二酸（AA）1、物理性质：白色晶体或结晶粉末，略有酸味，微溶于水、环己烷，溶于丙酮、乙醇、乙醚。
不溶于苯、石油醚。
熔点152℃，沸点330.5℃（760mmHg），比重1.360（20/4℃），闪点196℃。
2、用途：AA主要用于生产尼龙（纤维和树脂），约占总生量的70%以上，聚氨酯行业中AA 的用量只约20%，余下的用于增塑剂、造纸、药物等方面生产。
在PU行业中，AA用于生产PU革用树脂、鞋底原液、弹性体、胶粘剂和油漆等方面。
二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI）1、物理性质：白色到微黄色结晶体（或粉末）。
溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.197（70℃），凝固点38-39℃，沸点190℃（5mmHg）。
2、用途：MDI只用于聚氨酯行业中，其应用范围是：弹性体、纤维、革用树脂、鞋底原液、胶粘剂和油漆等方面。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）1、物理性质：棕色粘稠液体，溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.23（25℃）。
2、用途：在PU行业中，PAPI主要用于生产硬泡，此外还可用于胶粘剂、铺装材料等。
甲苯二异氰酸酯（TDI）1、物理性质无色至淡黄色液体，有强烈刺激性气味。
可溶于醚、丙酮、苯、四氯化碳、氯等。
与水、醇及胺等反应，比重 1.2244（20/4℃），熔点19.5-21.5℃，沸点251℃（760mmHg）。
2、用途：TDI的主要用途是生产PU泡沫，约占TDI总量的80%以上。
此外还用于胶粘剂、弹性体、油漆、固化剂等方面。
N,N-二甲基甲酰胺（DMF）1、物理性质：无色透明液体，有氨气味，溶于水、乙醇、乙醚、氯仿等大多数有机溶剂，微溶于苯。
水性聚氨酯的研究综述
水性聚氨酯前言聚氨酯( PU ) 是聚氨基甲酸酯的简称, 它是聚合物内含有相当数量的氨基甲酸酯( —NHCO— )的高分子化合物。
自从1937 年德国Bayer 教授首次合成聚氨酯以来, 聚氨酯以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点逐渐被人们所认识。
其弹性体、泡沫塑料、涂料及粘接剂等均已获得广泛应用。
但由于溶剂型聚氨酯含有大量有机溶剂, 严重污染环境, 特别是溶剂型双组分聚氨酯中的残留异氰酸酯单体, 毒性极高。
随着人们环保意识的增强和各国政府环保立法, 急需一种可以替代传统有机溶剂型的新型聚氨酯材料。
水性聚氨酯是以水替代有机溶剂作为分散介质, 有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯 , 它不仅具有溶剂型聚氨酯的一些重要性能特征。
同时还具有不燃、无毒、无污染、节省能源及易贮存, 使用方便等优点。
因此备受关注, 成为当今聚氨酯领域发展的重要方向。
目录一、水性聚氨酯的定义及分类二、水性聚氨酯的制备原理三、水性聚氨酯的制备方法四、水性聚氨酯的防水性能及应用五、水性聚氨酯的其他应用六、展望1水性聚氨酯的定义及分类水性聚氨酯是指聚氨酯以水为介质, 体系中不含或含很少的有机溶剂。
以外观分, 水性聚氨酯可以分为 3 类: 聚氨酯水溶液、聚氨酯分散液、聚氨酯乳液。
三者之间的区别在于聚氨酯大分子粒子在水中的分散形态的不同,并没有不可逾越的界限, 实际应用中我们所说的水溶性聚氨酯是指聚氨酯水分散体或聚氨酯乳液。
表 1 按外观分各类水性聚氨酯的特性以亲水性基团的电荷性质分, 水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。
其中阴离子型最为重要, 分为羧酸型和磺酸型2 大类。
以合成单体分水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。
依照选用的二异氰酸酯的不同, 水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族, 或具体分为TDI 型、HDI 型等等。
以产品包装形式分水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。
聚氨酯概况综述范文
聚氨酯概况综述范文聚氨酯是一种具有很强的多功能性的高分子材料。
它由聚氨酯树脂和氮氢化合物（聚醚或聚酯）反应而成，其基本结构中含有酯和氨基（NH2）官能团。
聚氨酯具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于建筑、汽车、航空航天、医疗、电子、纺织、运动器材等领域。
聚氨酯材料的优点之一是其可调性。
聚氨酯可以根据应用需求进行调制，例如调整硬度、柔软度、弹性和耐磨性等。
这使得聚氨酯能够满足不同行业和应用的要求，并广泛应用于各种领域。
聚氨酯材料的另一个重要特点是其优异的物理性能。
聚氨酯具有很高的抗拉强度、抗撕裂强度和耐磨性，并且具有很好的弹性恢复性。
这些特性使得聚氨酯在高负载和高应力环境下能够长时间保持其性能，并且对震动和冲击有良好的吸收能力。
此外，聚氨酯还具有优异的耐老化性和化学稳定性。
聚氨酯材料在不同温度和湿度条件下都能够保持其物理性能，并且对大多数溶剂和化学物质具有很好的抵抗力。
这使得聚氨酯材料适用于苛刻的环境和要求高耐久性的应用。
聚氨酯材料的应用非常广泛。
在建筑领域，聚氨酯可以用于制造保温材料、密封材料、涂料和粘合剂等。
在汽车领域，聚氨酯可用于制造座椅垫、减震器、车身零件等。
在医疗领域，聚氨酯可以用于制造人工关节、心脏支架等。
在纺织领域，聚氨酯可用于制造弹性纤维、合成皮革等。
在电子领域，聚氨酯可用于制造电子封装材料、电缆绝缘材料等。
在运动器材领域，聚氨酯可用于制造滑雪板、冲浪板等。
总的来说，聚氨酯具有多功能性、可调性、优异的物理性能和化学稳定性等优点，使其成为许多领域中的理想材料。
它的广泛应用推动了社会和技术的发展，并在各个领域中发挥着重要作用。
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水性聚氨酯涂料的改性及其应用进展应化0803 李杨080105082Abstract: The development history of waterborne polyurethane was summarized in this paper. The modified methods including epoxy resin modification, silicone modification, fluorine modification, acrylate modification, nano material modification and research progress were mainly introduced. The application fields of waterborne polyurethane such as wood coatings, paper coatings, leather finishing agents, automotive coatings and so on were described. The domestic development direction of water-borne polyurethane was also pointed out.水性聚氨酯(WPU)是一类可在水中分散溶胀的聚合物,因其中的挥发性有机物含量低,在工业水性漆、建筑涂料、水性胶黏剂等领域有很大的发展和应用空间[1-3]。
WPU不但保留了传统的溶剂型聚氨酯优良性能,如良好的柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等,而且还具有环保、节能、安全可靠、使用方便等优点。
近5年来,世界水性聚氨酯分散体(PUD)消费保持6. 3%以上的年均增速,约为全球GDP 增速的2倍,而2005年我国的PUD消费量达到4. 1万吨, 2006年达到5. 5万吨, 2007年突破7. 0万吨,近3年我国PUD消费量年均增长率超过15%。
随着各国对挥发性有机物及有毒物质使用限制越来越严格,水性聚氨酯因具有环境友好的特点,将具有巨大的市场空间。
1 水性聚氨酯涂料的发展历程聚氨酯从20世纪30年代开始发展,而在40年代才有少量水性聚氨酯的研究,如1943年德国化学家Schlack在乳化剂及保护胶体存在下,将二异氰酸酯在水中乳化首次成功制备出聚氨酯乳液。
1953年Du Pont公司的研究人员将二异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水,用二元胺扩链,合成了水性聚氨酯。
但是当时聚氨酯材料科学刚刚起步,水性聚氨酯还未受到重视,直至1967年才首次工业化, 1972年拜耳公司正式将聚氨酯水分散体作为皮革涂料进行大批量生产。
20世纪七八十年代,美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用,一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应,如德国Bayer公司的DispercollKA等系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶黏剂KR系列等等。
自20世纪90年代后期,水性聚氨酯的应用领域开始不断拓宽,在PVC黏结、汽车内饰件、涂层、涂料等方面都有一定的工业化应用。
我国从1972年开始研究水性聚氨酯, 20世纪90年代,安徽大学、丹东轻化工研究院、成都科技大学(现四川大学分部)等的PUD技术成果都先后被转化[5]。
目前,我国已有不少领域应用水性聚氨酯产品,但其中许多高档产品仍然不能自给,因此自主研发高性能水性聚氨酯就成为国内聚氨酯领域最热门的方向之一。
2 水性聚氨酯涂料的改性为了更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能,克服其自身存在的耐水性差、固含量低等缺点,扩大其应用范围,近年来改性水性聚氨酯研究已成为一大热点,许多研究学者进行了深入的研究,改性方法也日新月异。
根据改性剂不同,水性聚氨酯乳液的改性主要有环氧树脂改性、有机硅改性、有机氟改性、丙烯酸酯改性、纳米材料改性、复合改性等。
2.1 环氧树脂改性环氧树脂(EP)具有许多优良的性能,如易固化、机械强度高、粘附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性好、成本低,还具备高模量、高强度和热稳定性好等特点,经环氧树脂改性的水性聚氨酯其力学性能、黏结强度、耐水、耐溶剂等性能都会得到提高。
文秀芳等[6]制备了防腐涂料用环氧改性水性聚氨酯,环氧树脂的加入显著地提高了涂膜的耐水性、耐化学品性、硬度和拉伸强度,其适宜的用量为8%-9%,并通过傅立叶红外光谱研究分析了涂膜的氢键化行为。
不同的改性方法制备的环氧改性聚氨酯会具有不同的性能。
2.2 有机硅改性有机硅聚合物分子结构中含有元素硅,具有耐低温、耐气候老化、电绝缘、耐臭氧、生理惰性许多优异性能。
有机硅改性水性聚氨酯以弥补水性聚氨酯耐水性稍差的缺陷,使改性聚氨酯表现出良好的憎水性、表面富集性、低柔顺性和优良的生物相容性。
2.3 有机氟改性由于氟原子半径小,电负性强、碳氟键的键能高,因此赋予了氟涂料极好的耐辐射性、柔韧性、耐磨性、高抗张强度、高耐候性、耐化学品性[7],已经在建筑幕墙涂料、耐酸雨涂料、耐温防腐涂料、防污涂料和汽车面漆方面得到应用。
2.4 丙烯酸酯改性丙烯酸酯改性水性聚氨酯可以将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合,可制备高固含量、低成本以及达到使用要求的WPU[8]国外学者已对聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液进行了较多的研究开发,国内近年也有研究者对复合乳液进行了探索性研究。
曾小君等[9]采用共混法制取PUA,发现共混改性的涂膜性能有一定提高。
3水性聚氨酯涂料的应用水性聚氨酯在涂料领域的应用日益扩大,分别在木器涂料、皮革涂饰剂、汽车涂料、纸张涂料等领域都取得一定的进展。
3.1 木器涂料木器涂料是涂料工业的重要组成部分,是指用于实木板、木纹面板、胶木板、纤维板等原材料制备的器材上的涂料,主要适用于家具、地板、文体用品、乐器及建筑装修材料等[4]。
目前,高性能和低VOCs含量相结合的水性聚氨酯涂料,由于聚氨酯分子具有裁剪性,结合新的合成和交联技术,可以有效控制涂料的组成和结构,从而使其具有良好的低温成膜性、耐高温回黏性、高强度、耐磨性、环保性等,因此成为发展最快的涂料品种之一。
如北京国家游泳中心即“水立方”的艺术地坪所使用的就是拜耳材料科技公司提供的水性聚氨酯涂料。
3.2 皮革涂饰剂涂饰可增加皮革美观和耐用性能,提高皮革档次,是皮革制造过程中的重要环节。
水性聚氨酯涂饰剂以水为溶剂,消除了溶剂型聚氨酯生产、贮运和使用过程中易燃易爆等危险,满足安全环保的要求,具有成膜性能好,涂层光滑耐热耐寒,易于清洁保养,受到高度重视和广泛研究。
目前许多公司都有水性聚氨酯皮革涂饰产品,如德国BASF公司的Astacin Finish PUD系列、德国Bayer公司的Bayderm 系列、日本Takeda公司的W-615系列等。
3.3 汽车涂料我国汽车工业正处在成长时期,汽车涂料的需求量大。
从现代环保要求角度考虑,水性化是汽车涂料的发展趋势。
欧美国家已完成汽车漆水性化的50%以上,日本已完成研究工作并有少量应用。
现在许多汽车制造商都指定要求在汽车内部配件上使用水性聚氨酯涂料以满足环保法规的要求。
如通用汽车(GM)指定美国最大的仪表板生产商Delphi为其GMT800和GMT425汽车选用水性聚氨酯内部涂料。
3.4 纸张涂料涂布纸涂料常用的是苯丙乳液和羧基丁苯乳液,但是表面强度不够,而涂布水性聚氨酯体系能够得到柔韧性和强度等性能都很出色的效果,在许多种油墨上面的附着力也很好,且无毒无味,符合日益严格的环保法规要求,近年发展十分迅猛[5]。
3.5 其他涂料除上述类型的涂料,水性聚氨酯也应用在一些特殊功能涂料方面,如防腐涂料、抗菌涂料及特种涂料等。
如氟改性的聚氨酯涂料,具有极好的耐紫外线和和辐射性,已在美国海军中广泛使用。
4 展望随着经济的发展和人们环保意识的提高,水性聚氨酯将朝着高科技含量、高附加值以及多功能性方向发展。
今后在合成原料上充分利用可再生资源如松香、植物油等合成水性聚氨酯涂料,提高生物质资源的利用率;广泛利用聚氨酯分子的可裁剪性,在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构,赋予聚氨酯涂膜多功能性;并应重视应用技术的研究,加强对水性聚氨酯专用设备的研究与开发,加快其生产和推广;同时应进一步完善和发展高性能水性聚氨酯涂料体系,加强复合改性技术的理论及机理研究,开拓新的应用领域。
在高新技术的驱动下,水性聚氨酯涂料将会拥有更大的发展和应用空间。
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