涂料的工艺—塑料用水性涂料的研究

水性涂料的最新研究进展

水性涂料的最新研究进展张心亚,魏　霞,陈焕钦　(华南理工大学化学与化工学院,广州510640) 摘　要:回顾了水性涂料的发展历史,介绍了现代水性涂料工业的发展现状,以及有关限制涂料中挥发性有机化合物(V O C )排放法规。

着重讨论了几类水性涂料(如水性聚氨酯涂料、水性丙烯酸酯涂料、水性环氧树脂涂料及水性紫外光固化涂料)的研究进展,并指出了水性涂料的研究方向。

关键词:水性涂料;挥发性有机化合物;水性聚氨酯涂料;水性丙烯酸酯涂料;水性环氧树脂涂料;水性紫外光固化涂料中图分类号:T Q 637 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2009)12-0017-08T h e L a t e s t R e s e a r c hP r o g r e s s i nWa t e r b o r n e C o a t i n g sZ h a n g X i n y a ,W e i X i a ,C h e n H u a n q i n(S c h o o l o f C h e m i s t r y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g S o u t hC h i n aU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 510640,C h i n a ) A b s t r a c t :T h e d e v e l o p m e n t h i s t o r y o f w a t e r b o r n e c o a t i n g s ,t h e p r e s e n t s t a t u s o f m o d e r n i n d u s t r i a l w a t e r -b o r n ec o a t i n g ,a nd t he r e g u l a t i o n s r e l a t e d t o v o l a t i l e o r g a n i c c o m p o u n d s (V O C )r e l e a s e df r o ms o l v e n t b o r n ec o a t i n g s w e r e r e v i e w ed ,f o c u s i n g o n d i s c u s s i o n o f re s e a r c h p r o g r e s s of s e v e r a l w a t e r b o r n e c o a t i ng s ,s u c ha s w a t e r b o r n e p o l y u r e th a n e c o a ti n g s ,w a t e r b o r n e a c r y l a t e c o a t i n g s ,w a t e r b o r n e e p o x y r e s i nc o a t i n g s a n dw a t e r -b o r n e U V-c u r i n g c o a t i n g s .A n d f i n a l l y ,t h e d e v e l o p m e n t d i r e c t i o n o f w a t e r b o r n e c o a t i n g s i s p o i n t e d o u t . K e y Wo r d s :w a t e r b o r n ec o a t i n g s ;v o l a t i l eo r g a n i c c o m p o u n d(V O C );w a t e r b o r n e p o l y u r e t h a n e c o a t -i n g s ;w a t e r b o r n e a c r y l a t e c o a t i n g s ;w a t e r b o r n e e p o x y r e s i n c o a t i n g s ;w a t e r b o r n e U Vc u r i n g c o a t i n g s作者简介:张心亚(1974—),男,博士,副教授,主要从事乳液聚合、环境友好涂料及相关精细化工产品的研究与开发。

水性聚氨酯技术的国内外最新研究进展

二者之间。
２）先合成含亲水基团的聚氨酯预聚体，再外加乳化剂或自乳化将其分散于水中并以此为种子乳液，然后滴加引发剂和丙烯酸酯单体来进行乳液聚合，合成具有核一壳结构的ＰＵＡ复合乳液。３）两种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的ＰＵＡ复合乳液。这些方法巧妙地提高了ＰＵ和ＰＡ的相容性。４）合成带ｃ＝Ｃ双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其他丙烯酸酯单体进行乳
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图１制备过程
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Ｄ．Ａｔｈａｗａｌｅ［１３］分别采用冷拼法和半连续乳液聚合法制备了聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯杂
化乳液。研究发现采用半连续乳液聚合法制备的杂化乳液耐化学品性能和机械性能均较冷拼法所得的共混乳液提高，且当丙烯酸酯和聚氨酯之间的比例大约为５０：５０时，对水性聚氨酯性能提高的促进效果最佳。
１聚丙烯酸酯改性水・性聚氨酯
聚丙烯酸酯（ＰＡ）树脂具有优异的耐光性、耐候性，受紫外光照射不易黄变，耐酸、碱、盐腐蚀，柔韧性高和对颜料极佳的润湿性。同时由于其低廉的价格和优异的性能，其在涂料工业中的地位是毋庸置疑的。用聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯（ＰＵＡ）可将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与聚丙烯酸酯树脂良好的附着力、耐候性有机结合，是制备高固含、低成本水性树脂的好办法，这种方法在提高水性聚氨酯树脂性能的同时又降低了成本，从而开拓了市场。国外已经在很多领域有了广泛的应用，国内起步相对较晚。聚丙烯酸酯与水性聚氨酯共聚物薄膜的强度、断裂伸长率及耐溶剂性均比共混物优越，因为共混只是两种树脂的机械混合，而共聚则改变了树脂的内部结构。１．１聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法很多，共聚乳液的制备方法主要有以下几种：１）ＰＵ乳液和ＰＡ乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯一聚丙烯酸酯共混复合乳液；成膜时，聚氨酯乳液跟聚丙烯酸酯乳液通过交联剂结合起来。这种复合乳液兼具两种纯乳液的性能，且通常介于

水性涂料的施工工序解析

随着日益严格的国家环保法规的颁布和实施，涂装的要求也越来越高。

涂装不仅要保证良好的防腐蚀性能、高装饰性能、高施工性能，还要采用性能良好的材料和工艺、降低挥发性有机物(VOC)的排放。

近年来，水性漆因其较为环保的成分，成为涂料的主力军。

水性漆与溶剂型漆相比最大的优点是VOC排放大大降低。

水性漆相对溶剂型漆具有环境污染小、高流平性、外观性好等优点;但相对的水性漆的施工要求高、导电性好、腐蚀性高等缺点。

一、水漆施工工艺1.基层处理：首先清除木料表面的尘土和油污，如木料表面沾有油污，可用烯料将油污擦洗干净。

清除尘土、油污后磨砂纸，大块砂纸包5㎝见方的方木垫着磨。

要求磨平、磨光，并清扫干净。

2.满刮透明腻子：腻子要刮到，收净，不应漏刮。

3.磨砂纸：待腻子干透后，用1号砂纸打磨平整，磨后用于布擦抹干净。

再用同样的腻子满刮第二道，要求和刮头道腻子相同，刮后在钉眼和缺棱掉角处抹腻子，抹得饱满平整后磨砂纸，打磨平整，做到木纹清晰，不得磨破棱角，磨完后清扫，并用湿布擦净，晾干。

4.刷第一道水性清漆：涂刷时要横平竖直，薄厚均匀，不流不坠，刷纹通顺，不许漏刷，干后用1号砂纸打磨，并用湿布擦净，晾干。

以后每道漆间隔时间一般夏季约6h，春、秋季约为24h左右，有条件时间稍长一点更好。

5.喷色和修色：喷色精或色油，对已刷过头道漆的节疤，钉眼等处进行修色，要根据当时颜色深浅灵活掌握，修好的颜色与原来的颜色要基本一致。

6.刷第二道水性清漆：先检查喷色和修色，如符合要求便可刷第二道清漆，待清漆干透后，用1号砂纸打磨，用湿布擦干净，再详细检查一次，如有漏抹的腻子和不平处，需要复抹色腻子，干后局部磨平，并用湿布擦净。

7.刷第三道水性清漆：待第二道水性清漆干后，用280号水砂纸打磨，磨好后擦净，其余操作方法同上。

8.刷第四道水性清漆：如要亚光效果应加亚光精，刷完第四道水性清漆后，要等漆膜干固硬化后用280号-320号水砂纸进行打磨，磨光，磨平，磨后擦干净。

水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用

水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用0综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和应用,介绍了防腐蚀水性聚氨酯涂料、防水水性聚氨酯涂料、防霉杀菌水性聚氨酯涂料、阻燃水性聚氨酯涂料、抗涂鸦水性聚氨酯涂料等功能性水性聚氨酯涂料的特点和研究进展,并指出了功能性水性聚氨酯涂料的热点研究方向。

关键词:水性聚氨酯涂料功能性涂料进展聚氨酯(PU)是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物,分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(-NHCOO-)外,还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。

聚氨酯被誉为性能最优异的树脂,以其制得的涂料具有许多优异的性能,如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。

但是,传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂,对人类健康和环境造成危害。

此外,双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。

因此,随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视.水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。

水性聚氨酯涂料,不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工方便、易于清理等优点,还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能[3],因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。

为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。

本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。

水性聚氨酯涂料耐水改性的研究进展_刘杰

Williams N等[5]先制备出亲水性的聚氨酯预聚物，再加入丙烯酸类单体和扩链剂、催化剂后才进行自由基聚合反应，得到核壳无交联型的丙烯酸-聚氨酯杂合水分散体。干燥后的涂膜耐磨损性、耐水性和抗污性均有提高。
Okamoto Y等[6]采用甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸β-羧乙酯(β-CEA)等羧基单体与甲基丙烯酸甲酯 (MMA)/丙烯酸丁酯(BA)/甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)反应，合成出羟基丙烯酸酯树脂分散体。研究了其与交联剂 Bayhydur3100按NCO/OH摩尔比为1∶1配制的双组分聚氨酯涂料的性能。结果表明，以MAA和AA为羧基单体的涂料交联时易在涂膜中形成吸湿区，促使NCO与水反应产生CO2 气泡，而使用β-CEA则不易形成吸湿区，涂膜表面效果优异；研究还发现，高酸值可以加快双组分中NCO的消耗，提高干燥速度。
摘要：水性聚氨酯涂料的问世，适应了目前化工环保化的趋势。然而水性聚氨酯涂料在耐水、耐溶剂、耐候等方面表现较差。介绍了目前国内外水性聚氨酯涂料的研究现状及改性方法：交联改性，环氧树脂改性，有机硅改性，有机氟改性，多重改性等。最后指出了水性聚氨酯涂料的发展趋势。
关键词：水性聚氨酯；水性涂料；聚丙烯酸酯；环氧树脂；有机硅树脂；改性
2.3 有机硅共聚改性
有机硅树脂具有优良的耐水性、耐候性、耐酸碱性、耐高低温使用性能和良好的机械性能，因而得到了广泛的研究与应用。
采用化学合成方法将有机硅氧烷与聚氨酯结合起来，在聚氨酯的分子中引入憎水基团，可以大大降低体系的膜表面张力，极大地降低了膜的表面能，使得原本发粘的水性聚氨酯涂膜的粘性明显下降，同时还能有效提高涂膜的硬度、耐老化和水解性能。一般采用两种方法制备聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物：一是端羟基的聚硅氧烷与二异氰酸酯、扩链剂反应；二是含氨基的聚硅氧烷与二异氰酸酯、扩链剂反应。

水性聚氨酯涂料印花粘合剂的合成工艺及研究进展

于涂料印花织物后具有良好的手感、防污和耐侯性等性能。辐照聚合制备涂料酯的工艺流程图。
进行种子乳液聚合，制备出以水性聚氨酯为壳、丙烯酸酯手感、色牢度以及环保等核心问题，可用于婴幼儿服装。
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烯基封端的聚氨酯乳液，并将该乳液用于涂料印花。经过
测试表明：合成的乳液具有壳核结构，并且该乳液用于涂
料印花粘合剂时，印花产品手感柔软，得色量高，干、湿
磨擦牢度及皂洗牢度都很高，超过了涂料印花的国家标准及其他染料印花布的国标要求，可与染色布媲美，甚至超过后者。
氨酯为壳的壳核型乳液，这种方法又被称为种子乳液聚合。与其他方法制备的壳核型聚合物乳液相比，种子乳液
Ｃ — — ｏａｔｉ — ｎｇｓ — Ｒ — ｅｖ— ｉｅｗ
聚合法制备的乳液具有稳定性更好、粒径分布窄、易控制等优点。梁飞等以水性聚氨酯为种子加入丙烯酸溶胀，为核的壳核型乳液，经过测试表明：壳核乳液聚合法所得到的水性聚氨酯一丙烯酸酯乳液稳定性明显提高，体系的相容性好：胶膜的吸水率仅为１８．９％，表明胶膜的耐水性得到提高。Ｘｕ等用种子乳液聚合法合成丙烯酸酯改性乙
手聚台加＾单体２
种子乳蔽

水性涂料

产品区别
产品区别
室内用涂料主要分为水性涂料和溶剂性涂料两种。产生污染的主要是溶剂性涂料，而使用环保的水性涂料便可以完全免除对涂料污染的担忧。中国涂料工业协会专家认为，任何溶剂性涂料都会含有50%或以上的有机溶剂。市场上的墙面漆大多数都采用了水性乳胶漆，但用于家具的木器漆仍大量使用溶剂性漆，用于塑料的电视、电脑、空调、冰箱、饮水机、摩托车、电动车等塑料漆仍大量使用溶剂性油漆。环保标志成为涂料市场上最有力的“通行证”。但有关部门曾到市场上挨家检查，发现80%以上的环保标志全部都是仿制或自制的。“假环保”涂料的盛行，给消费者辨别带来较大难度。专家介绍，在这种环境下，一个简单的判断就是选用水性涂料。
分类
三、是聚氨酯水性漆，其综合性能优越，丰满度高，漆膜硬度可达到 1.5-2H，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，为水性漆中的高级产品，该技术在全球只有少数几家专业公司掌握。种类虽然清楚了，想要分清市面上的水性木器漆也不是轻而易举的事。因各厂家在水性漆的名称及成分标识上并不统一，容易让消费者产生混淆。如以丙烯酸为主要成分的水性漆就有丙烯酸和聚氨酯两种标法。消费者最好能够通过鼻闻的方法来辅助判断：丙烯酸有点酸的味道，聚氨酯则有些淡淡的油脂香味。当然，最可靠的办法是购买专业水性木器漆厂家生产的产品。
分类
分类
尽管当前市场上水性木器漆品牌众多，但论据其主要成分的不同，不外乎分为以下三类：一、是以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差，漆膜硬度较软，铅笔法测试为 HB，丰满度较差，综合性能一般，施工易产生缺陷。因其成本较低且技术含量不高，是大部分水性漆企业推向市场的主要产品。这也是形成大多数人认为水性漆不好的原因所在。其优点是价格便宜。二、是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了耐磨及抗化学性强的特点，有些企业标为水性聚脂漆。漆膜硬度较好，铅笔法则试为 1H，丰满度较好，综合性能接近油性漆。目前国内只有少数几家企业可以生产。

塑料用水性涂料的研究进展

应安施工相对简单等特点而成为首选品种，到了广大涂料科研人员和用户的关注。早在２受０世纪８Ｏ年代末、Ｏ年代初，９欧美等发达国家就已开展了水性塑料涂料的研究和开发工作，迄今已拥有大量的专利。据报道，全球
关键词：水性涂料；料；性丙烯酸；性聚氨酯；Ｖ固化；Ｏ塑水水ｕＶＣ中图分类号：Ｑ６０７Ｔ３．文献标识码：Ａ文章编号：２３— ３２２１）３— ０１００５４１（００００６ — ４
ＰｒｇｅｓｏａｅｂｒａｔｃＣｏｔｎｇｏｒｓｆＷｔｒｏｎｅＰｌｓｉａｉｓ
ＬｎｎｕＬｉｏｇ，ＯｕＺｎｈｏｇｅ，ＣｈｎＬｉｇｎｅｎｈｏｇ，ＸｉｏｉｇｅＧｕｂｎ
（ｈｎｈｉｉｊＥｅｔｎｃＰａｔｏ，ｔ．Ｐｌｍｒａ，Ｓａｇａ２１０，ＣｉａＳａｇａｎｉｌｒｉｌｓｃＣ．Ｌｄ，ｏｅＬｂｈｎｈｉ０７０ｈｎ）Ｙｇｃｏｉｙ
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