水性聚氨酯涂料的特点与分类
水性聚氨酯
水性聚氨酯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。
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, 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。
一、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。
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: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。
聚氨酯涂料种类
聚氨酯涂料种类1. 聚氨酯涂料概述聚氨酯涂料是一种广泛应用于建筑、汽车、船舶等领域的涂料。
它由聚氨酯树脂、溶剂、颜料、填料等组成，具有优异的物理性能和化学性能。
聚氨酯涂料种类繁多，根据不同的应用领域和涂装对象，可以分为以下几类。
2. 聚氨酯涂料分类2.1 聚氨酯防腐涂料聚氨酯防腐涂料是一种用于金属表面防腐的涂料，具有优异的耐候性、耐腐蚀性和耐磨损性。
它可以应用于钢结构、桥梁、石化设备等领域，有效延长金属材料的使用寿命。
2.2 聚氨酯地坪涂料聚氨酯地坪涂料是一种用于室内地面涂装的涂料，具有耐磨、耐腐蚀、耐化学品等特点。
它可以应用于工厂、仓库、停车场等场所，提供坚固耐用的地面保护。
2.3 聚氨酯木器涂料聚氨酯木器涂料是一种用于木制品表面涂装的涂料，具有良好的耐候性和耐磨性。
它可以应用于家具、门窗等木制品，提供美观的外观和保护性能。
2.4 聚氨酯金属涂料聚氨酯金属涂料是一种用于金属表面涂装的涂料，具有优异的耐候性和耐腐蚀性。
它可以应用于汽车、摩托车等金属制品，提供耐久的颜色和保护。
2.5 聚氨酯防水涂料聚氨酯防水涂料是一种用于建筑物防水的涂料，具有优异的耐候性和耐水性。
它可以应用于屋顶、地下室等建筑物，提供可靠的防水效果。
2.6 聚氨酯船底涂料聚氨酯船底涂料是一种用于船舶底部涂装的涂料，具有抗生物附着、耐海水腐蚀等特点。
它可以应用于船舶、船坞等领域，保护船体免受海洋环境的侵蚀。
3. 聚氨酯涂料的特点聚氨酯涂料具有以下特点:•耐候性好：聚氨酯涂料经过特殊配方处理，具有优异的耐候性，能够长时间抵御紫外线、酸雨等环境的侵蚀。
•耐腐蚀性强：聚氨酯涂料具有良好的耐腐蚀性，能够抵御酸碱等化学物质的侵蚀，延长涂装对象的使用寿命。
•良好的附着力：聚氨酯涂料能够与涂装对象牢固结合，具有良好的附着力，不易剥离。
•耐磨损性强：聚氨酯涂料具有良好的耐磨损性，能够经受长时间的摩擦和磨损而不损坏。
•良好的装饰性：聚氨酯涂料具有丰富的颜色和光泽度，能够提供美观的外观效果。
水性聚氨酯性能及应用
山东圣光化工集团有限公司
——绿色圣光 关注未来
外观(Appearance)
半透明液体( Translucent liquid)
固含量(Solids content)/wt%
33±1
粘度（Viscosity）/mPa·S PH值(PH)
10～200（No.1,30 rpm） 7.0～9.0
最低成膜温度/ ℃
(Minimum Filmforming Temperature)
简介
该产品使用聚己内酯为多元醇，采用丙酮法和后扩链工艺合成，使该产品具有环 保无污染、产品稳定性好等特点，并通过功能性单体的引入赋予该产品常温自交联 功能，使漆膜具有极好的硬度、光泽、丰满度、耐水性及耐磨性，特别是具有优异 的耐黄变。若在50℃以上处理漆膜，交联度会更高。该产品可广泛应用于高档水性 装饰漆、水性工业漆、水性油墨等领域。
——绿色圣光 关注未来
SP-8801水性交联剂
简介 该产品是SP-6803和SP-6813专用的交联剂，该产品分子结构中含有四
个以上活性基，可与水性聚氨酯中存在的活泼基团发生交联反应，进而形 成更加强韧的漆膜。由于交联密度高，使水性聚氨酯耐化学性和力学性能 均能有大幅度地提高。该产品为水性化的产品，不含有机溶剂，而且非常 易于分散在水性聚氨酯中。
提倡环保、健康意识，改换消费理念
质量层次
圣光木器漆树脂经多年的研发，品质上已经到达传统 油漆的物理指标，耐久性和环保性是更胜一筹。
价格
由于技术发展，水性聚氨酯的成本在下降。石油产品 提价，特别是有机溶剂的价格大幅度提高，水性漆的 每平方米成本已不高于同效传统油漆
使用习惯
大量的样板，试用可解决使用者的后顾之忧。加上用 户对环保健康产品的追求，足可形成时尚。
水性涂料的分类和特点
水性涂料的分类和特点水性涂料，英文为waterborne coatings或waterbased coatings，又称水基涂料。
用于木材涂饰的水性涂料有多种分类方法，常见的有按外观、用途、施工和固化方式、乳液类型、化学结构以及设备方法来分类命名的。
水性木器漆最重要的成分是其中的乳液和构成乳液的树脂类型，科学的方法是按乳液的化学结构分类。
按化学结构，水性木器漆可分为:•水性丙烯酸涂料•水性聚氨酯涂料•水性醇酸漆•水性环氧涂料•溶胶一凝胶涂料•水性光固化涂料水性涂料的分类及特点 -水性丙烯酸涂料丙烯酸型水性木器漆是应用较早而且目前仍在大量应用的品种。
自20世纪70年代起丙烯酸建筑乳胶漆开始大范围推广以来，水性丙烯酸木器漆也随之出现在市场上。
丙烯酸乳液由丙烯酸酯单体为主的乙烯基单体经乳液聚合而成。
聚合过程中添加了乳化剂、稳定剂、pH调节剂等各种助剂，体系相当复杂。
采用软硬不同的单体，调节用量，并改变加料方式可以控制乳液粒子中聚合物分子的软硬链段分布，从而得到不同玻璃化温度 (Tg或不同最低成膜温度(MFFT)的乳液。
聚合时采用的乳化剂可以是阴离子型的，也可以是非离子型的或阳离子型的，相应的乳液以及制成的漆也可称为阴离子型、非离子型或阳离子型的。
仅用丙烯酸单体聚合得到的是纯丙乳液，制成的漆称为纯丙水性漆。
聚合时可添加其他乙烯基单体对乳液进行改性，例如，添加苯乙烯改进漆膜的硬度并降低成本；引入含氟、含硅的单体改进漆膜的表面性能，降低膜的表面自由能，提高疏水性和耐玷污性。
由此产生了苯丙水性漆、氟碳水性漆、硅丙水性漆等品种。
丙烯酸乳液制成的漆膜有良好的耐候性，不易黄变，硬度高，光泽好。
但是它的主要缺点是抗粘连性差，容易出现热黏冷脆的现象，硬度过高则低温成膜性不好，冬天难以进行涂装施工。
通过自交联聚合、无皂聚合、核壳聚合等技术进一步改进和提高了丙烯酸乳液的性质，特别是采用核壳技术，将乳液粒子制成硬核软壳或软核硬壳的结构，甚至软硬相问的多层结构，以适应不同施工和使用条件的需要。
聚氨酯防水涂料规范
储存期限：6个月
储存环境：干燥、通风、远离火源
储存温度：0-30℃
运输要求：避免碰撞、保持直立
PART FOUR
温度要求：施工时环境温度应不低于5℃，不宜高于35℃。
湿度要求：施工环境相对湿度应不大于80%。
风速要求：施工场所应避免大风天气，以免影响涂料成膜效果。
基面条件：施工前应对基层进行检查和处理，确保基层干燥、平整、无油污和其他杂质。
涂层外观：涂层表面应平整、光滑、无气泡、无裂纹等缺陷
厚度检测：使用测厚仪检测涂层厚度，确保符合设计要求
耐水性：涂层应具有良好的耐水性能，无渗漏、起泡等现象
PART FIVE
添加标题
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添加标题
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清洁保养：保持涂层表面干净，避免油污、尘土等杂质的污染，以免影响防水效果。
定期检查：定期对聚氨酯防水涂料进行外观检查，确保无破损、开裂等现象。
性能特点：优异的防水性能、耐候性、粘结力强
应用领域：建筑、桥梁、隧道等
分类：水性聚氨酯、油性聚氨酯
类型：单组分、双组分聚氨酯防水涂料
耐水性：聚氨酯防水涂料具有良好的耐水性，能够在长期浸水环境中保持性能稳定。
粘结强度：聚氨酯防水涂料与基层的粘结强度高，能够牢固地附着在各种基层上，不易剥离、起皮。
弹性：该涂料具有一定的弹性，能够适应基层的伸缩变化，不易产生裂缝。
石油化工：储罐、管道等防腐防水
北京奥运会主场馆——鸟巢和水立方
广州塔
上海中心大厦
杭州湾跨海大桥
案例三：某桥梁防水防腐项目，采用聚氨酯防水涂料，延长桥梁使用寿命
实践经验总结：根据案例分析，聚氨酯防水涂料在不同领域的应用效果良好，但需注意施工工艺和质量控制
水性聚氨酯涂料的应用研究
水性聚氨酯涂料的应用研究
水性聚氨酯涂料是一种环保型涂料，采用水作为分散介质，代替了传
统涂料中的溶剂，具有良好的环境适应性和低碳排放特性。
水性聚氨酯涂
料具有优良的物理性能和化学稳定性，广泛应用于建筑、家居、交通、船
舶等领域。
本文将重点探讨水性聚氨酯涂料在建筑和家居领域的应用研究。
1.墙面涂装
2.地板涂装
3.屋面涂装
4.重点部位涂装
在建筑物中，存在一些容易受损的重点部位，如门窗框、阳台花架等。
水性聚氨酯涂料可以形成一层保护膜，减少这些部位的受损情况，提高使
用寿命。
1.家具涂装
2.橱柜涂装
3.地板涂装
4.木制品涂装
总结：
水性聚氨酯涂料具有广泛的应用前景。
在建筑领域，它能提高墙面、
地板、屋顶等对外界环境的抵抗能力，延长建筑物的使用寿命；在家居领域，它能提供家具、橱柜、地板等表面的保护和装饰效果，改善室内环境
质量。
需要注意的是，在应用研究中，还需要进一步研究水性聚氨酯涂料
的生产工艺、性能优化以及涂料与基材的附着性等问题，以满足不同领域的需求。
水性聚氨酯涂料标准
水性聚氨酯涂料标准水性聚氨酯涂料是一种环保型涂料，具有优异的耐候性、耐化学性和耐磨性，广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。
为了确保水性聚氨酯涂料的质量和性能稳定，制定了一系列的标准来规范其生产和应用。
本文将对水性聚氨酯涂料标准进行详细介绍。
首先，水性聚氨酯涂料的标准主要包括产品质量标准和测试方法标准。
产品质量标准主要包括外观、干燥时间、耐水性、耐化学性、附着力等指标，以确保涂料的质量稳定。
测试方法标准则是为了对产品质量进行检测和评定，包括外观检验、干燥时间测定、耐水性测试、耐化学性测试、附着力测试等。
其次，水性聚氨酯涂料标准的制定是为了保障涂料的质量稳定和性能可靠。
通过严格的产品质量标准和测试方法标准，可以有效地控制生产过程中的质量，确保产品符合国家标准和行业要求。
同时，标准化的生产和测试方法也有利于不同厂家之间的产品比较和技术交流，促进行业的健康发展。
另外，水性聚氨酯涂料标准的执行对于保护环境和人体健康也具有重要意义。
作为一种环保型涂料，水性聚氨酯涂料的标准执行可以有效地减少挥发性有机化合物（VOCs）的排放，降低对环境的污染。
同时，标准化的产品质量也可以保障使用者的健康和安全。
最后，水性聚氨酯涂料标准的不断完善和更新是行业发展的必然趋势。
随着科学技术的不断进步和市场需求的不断变化，涂料标准也需要不断地进行修订和完善，以适应新材料、新工艺和新应用的发展。
只有不断地完善标准，才能更好地促进行业的健康发展。
综上所述，水性聚氨酯涂料标准的制定和执行对于保障产品质量、环境保护和促进行业发展具有重要意义。
只有严格执行标准，不断完善标准，才能推动水性聚氨酯涂料行业朝着更加环保、高效、可持续的方向发展。
希望通过本文的介绍，能够加深对水性聚氨酯涂料标准的理解，推动行业的健康发展。
水性聚氨酯
外乳化法
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。 自乳化法制得的水性聚氨酷，乳液粒径小，稳定性高， 成膜性、粘附性好，是目前制备水性聚氨酯的主要方 法。
引入的亲水基团
自乳化制备水性聚氨酯的主要方法：
1.溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂 (如丙酮、
甲乙酮和四氢呋喃，由于大多数采用丙酮为溶剂，故溶液法又被广
氢键的影响： 氢键可直接影响力学性能外，还可以影响聚集态结构。 如硬段之间的氢键能促进硬段的取向和有序排列，有利于 微相分离。 耐热性能与结构的关系： 聚氨酯的耐热性可用其软化温度和热分解温度来衡量。 一般来说，分子量提高，硬段的刚性和比例增加，交联密 度增大，均有利于提高软化温度。聚氨酯的分解温度则取 决于大分子结构中各基团的耐热性。
1. 按外观分类
名称 状态 外观 水溶液 溶解~胶体 透明 分散液 分散 半透明乳白 乳液 分散 白浊
粒径，μm
分子量
<0.001
1000~10000
0.001～0.1
数千～20万
>0.1
>5000
聚氨酯疏水性强，不能直接溶于水，也很难分散在水中。因此，用传统的工 艺先合成聚氨酷后，再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯，又由于异氰 酸酯遇水即迅速反应，也很难在水中进行制备，因而必须采用新的方法来合 成水性聚氨酯。
水性聚氨酯
2016.9.3
水性聚氨酯概念 水性聚氨酯分类 水性聚氨酯制备方法 水性聚氨酯影响性能的因素
水性聚氨酯的概念
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。
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■ 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
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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
PO LY UR E T H ANE
PU学堂
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／丙烯酸酯混合物， 尤 其是羟基丙烯酸酯混合物的性能。
此类水性聚氨酯涂料， 采用特制的多异氰酸酯交联剂， 即含(- N O 端基的异氰 C) 酸酯预聚物， 经亲水处理后分散于各种含羟基聚合物中而 形成的分散体， 与多种含羟基聚合物水分散体组 成能在室 温固化的聚氨酯水性涂料。
水性聚氨酯涂料的特点与分类
聚 氨 酯
优异性能，表现出良好的低温柔顺性、 介电性、表面富 集性和优良的生物相容性等， 克服了聚硅氧烷机械性能差 的缺点，也弥补了聚氨酯耐候性差的不足， 具有很好的 发展前景 ；
d. 固化水性聚氨酯涂料。
光固化水性聚氨酯 涂料采 用电子束辐射、 紫外光辐射的高强度辐射引发低活性的聚 物体系产生交联固化。
2. 双组分水性聚氨酯涂料。
双组分聚氨酯涂料具有成 膜温度低、 附着力强、 耐磨性好、 硬度大以及耐化学品、 耐 候性好等优越性能， 广泛作为工业防护、 木器家具和汽车 涂料。
水性双组分聚氨酯涂料将双组分溶剂型聚氨酯涂料 的高性能和水性涂料的低 V C含量相结合， O 成为涂料工业 的研究热点。
水性双组分聚氨酯涂料是由含 (-O ) 基的水性 H 多元醇和含(-N O 基的低粘度多异氰酸酯固化剂组成，其 C) 涂膜性能主要由羟基树脂的组成和结构决定的。
3. 特种涂料。
主要包括有机硅改性聚氨酯涂料和含 氟聚氨酯涂料等。
a. 有机硅改性聚氨酯涂料。
聚硅氧烷因其独特的化 学结构使其具有一系列优异性能，如具有极好的耐高低温 性能， 优良的电绝缘性和化学稳定性，憎水防潮性、 生理 惰性及生物相容性等。
以聚硅氧烷为软段合成的聚硅氧 烷- 聚氨酯嵌段共聚物， 兼具有聚硅氧烷和聚氨酯两者的
b. 含氟聚氨酯涂料。
以氟烯烃聚合物或氟烯烃与其他 单体为主要成膜物质的涂料，由于氟原于半径小， 电负性 强、 碳氟键键能高， 因此赋予了氟涂料极好的耐紫外线和 核辐射性、 柔韧性， 优良耐磨性， 低表面能， 高抗张强度， 高电阻率，高耐候性，耐化学品，防霉阻燃，耐热，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。
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《聚氨酯》 2 0 0 7 年 6 月
总第 6 1 期
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