第三代水性PU涂料的详细介绍
PUUV
聚氨酯涂料介绍聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。
双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物（也叫低分子氨基甲酸酯聚合物）和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。
这一类涂料的品种很多，应用范围也很广，根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。
一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好。
是目前很有发展前途的一类涂料品种。
主要应用方向有木器涂料、汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料[1]等。
缺点是施工工序复杂，对施工环境要求很高，漆膜容易产生弊病。
单组分聚氨酯涂料主要有氨酯油涂料、潮气固化聚氨酯涂料、封闭型聚氨酯涂料等品种。
应用面不如双组分涂料广，主要用于地板涂料、防腐涂料、预卷材涂料等，其总体性能不如双组分涂料全面。
编辑本段分类双组分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VOC含量相结合，成为涂料工业的研究热点。
水性双组分聚氨酯涂料是由含－OH基的水性多元醇和含－NCO基的低黏度多异氰酸酯固化剂组成，其涂膜性能主要由羟基树脂的组成和结构决定。
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储存稳定性、涂膜力学性能、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。
热固性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化性水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。
使用交联剂主要有多官能团的氮丙啶、氨基树脂（三聚氯胺树脂）或专用的环氧树脂等。
pu面漆 成分
pu面漆成分
（最新版）
目录
1.Pu 面漆的概述
2.Pu 面漆的主要成分
3.Pu 面漆的特性与应用
正文
Pu 面漆，即聚氨酯面漆，是一种常见的涂料，广泛应用于家具、汽车、建筑等领域。
它是由聚氨酯树脂、颜料、填料、溶剂和添加剂等组成的。
下面，我们将详细介绍 Pu 面漆的成分及其特性与应用。
Pu 面漆的主要成分包括聚氨酯树脂、颜料、填料、溶剂和添加剂。
聚氨酯树脂是 Pu 面漆的主要成分，决定了其主要性能。
颜料和填料则可以改善 Pu 面漆的物理和化学性能，如提高耐磨性、抗腐蚀性等。
溶剂和添加剂则可以影响 Pu 面漆的施工性能和外观。
Pu 面漆具有许多特性，如高耐磨性、高耐化学品性、高硬度、良好的附着力等。
这些特性使其在许多领域都有广泛的应用。
例如，在家具行业中，Pu 面漆常用于橱柜、衣柜等家具的表面涂装，可以提高家具的耐磨性和抗腐蚀性。
在汽车行业中，Pu 面漆常用于汽车漆，可以提高汽车的外观质量。
在建筑行业中，Pu 面漆常用于建筑装饰，可以提高建筑物的外观质量。
总之，Pu 面漆是一种重要的涂料，具有许多特性和广泛的应用。
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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。
水性聚氨酯的合成
闫福安，陈俊(武汉工程大学化工与制药学院,武汉430073)摘要：对水性聚氨酯的合成单体、合成原理、合成工艺及改性方法作了介绍。
水性聚氨酯合成技术不断完善,市场正在推进,国内相关企业和研究机构应加强合作,从分子设计出发,不断推进水性聚氨酯产业的技术进步和市场推广。
关键词：水性聚氨酯；合成；改性0引言聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。
由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控,配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行必不可少的材料之一,其本身就已经形成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。
据有关报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70％左右。
美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg,西欧约4.5kg,而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg。
溶剂型的聚氨酯涂料品种众多、用途广泛,在涂料产品中占有非常重要的地位。
水性聚氨酯的研究始自20世纪50年代,60、70年代,对水性聚氨酯的研究、开发迅速发展,70年代开始工业化生产用作皮革涂饰剂的水性聚氨酯。
进入90年代,随着人们环保意识以及环保法规的加强,环境友好的水性聚氨酯的研究、开发日益受到重视,其应用已由皮革涂饰剂不断扩展到涂料、黏合剂等领域,正在逐步占领溶剂型聚氨酯的市场。
在水性树脂中,水性聚氨酯仍然是优秀树脂的代表,是现代水性树脂研究的热点之一。
1水性聚氨酯的合成单体1.1多异氰酸酯(polyisocynate)多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的部位特点,可分为四大类：芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,TDI)、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,HDI)、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基－常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI。
聚氨酯涂料的介绍
聚氨酯涂料的介绍聚氨酯涂料是一种以聚氨酯树脂为基础制成的涂料，广泛应用于建筑、汽车、航空航天、电子、木材等领域。
它具有优异的物理性能、化学性能和耐候性能，为物体提供了持久的保护和装饰效果。
下面我们从聚氨酯涂料的特点、分类以及应用领域等方面进行介绍。
1.良好的附着力：聚氨酯涂料具有很强的附着力，能够牢固地粘附在各种物体表面上。
2.优异的耐候性：聚氨酯涂料具有优异的耐候性能，能够在较长时间内保持其色彩和外观不变。
3.高硬度和强度：聚氨酯涂料的硬度和强度较高，能够有效地保护被涂物体免受各种外部物理伤害。
4.耐腐蚀性：聚氨酯涂料对酸、碱、盐等化学物质具有良好的耐腐蚀性，能够有效地防止被涂物体受到腐蚀。
5.柔韧性好：聚氨酯涂料具有较好的柔韧性，适应能力强，能够随着被涂物体的伸缩而自动伸缩，不会出现龟裂、开裂等现象。
根据聚氨酯树脂的不同种类和添加剂的不同，聚氨酯涂料可分为两大类：水性聚氨酯涂料和溶剂型聚氨酯涂料。
1.水性聚氨酯涂料：水性聚氨酯涂料是以水为溶剂的涂料，具有环保、无毒、易清洗等特点，对人体无害，同时对环境污染较小。
它广泛应用于纺织、家具、建筑装饰等领域。
2.溶剂型聚氨酯涂料：溶剂型聚氨酯涂料是以有机溶剂为基础的涂料，具有优异的耐候性和装饰性能。
该类涂料具有较强的附着力、硬度和柔韧性，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
1.建筑领域：聚氨酯涂料在建筑领域中被广泛应用于防水、防潮、防腐等方面。
它可以用于屋顶、地下室、墙体等部位的涂装，能够有效地防止水的渗透和腐蚀。
2.汽车领域：聚氨酯涂料作为汽车涂料中的一种重要类型，能够提供车身表面的保护和装饰效果。
它具有优异的耐候性和耐腐蚀性，能够抵御严酷的环境条件和化学物质的侵蚀。
3.木材领域：聚氨酯涂料广泛应用于木材表面的涂装，能够保护木材免受湿气、紫外线等因素的损害。
它能够增加木材的硬度和强度，延长其使用寿命。
4.航空航天领域：聚氨酯涂料在航空航天领域中被用于飞机、舰船等载具的表面涂装。
水性聚氨酯(PU)容易出现的问题和特点
水性聚氨酯（PU）容易出现的问题和特点水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，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在涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂等都有着广阔的应用，但是因为内含有多种助剂，机械设备的搅拌运转使大量的空气混入水性聚氨酯中，由于水性聚氨酯的粘度较高，导致气体难以溢出，因此形成泡沫，泡沫过多容易影响生产的效率。
那么水性聚氨酯消泡剂就可以避免这一现象的发生。
（-）水性聚氨酯产生泡沫的原因：1、水性聚氨酯中的水与异富酸酯相互之间发生化学反应，容易产生泡沫2、在涂覆水性聚氨酯时由于施工底材不平整、存在空隙，导致孔隙内的空气自涂膜内部上溢，气泡上升不到表面，从而形成泡沫3、在水性聚氨酯的生产中会添加各类化学助剂来保证其性能与质量，这类助剂大多属于表面活性剂，具有起泡特性4、机械设备的搅拌运转使大量的空气混入水性聚氨酯中，由于水性聚氨酯的粘度较高，导致气体难以逸出，因此形成泡沫（二）如果泡沫得不到处理会有什么危害:1、泡沫过多会溢出调和系统，导致周围施工环境的污染2、起泡的产生使生产操作困难，拖慢了水性聚氨酯的生产进度，降低了其生产效率，使水性聚氨酯的生产成本增加3、泡沫的产生阻碍了水性聚氨酯中颜料与填料的调和分散，使其分布不均匀，影响产品美观度4、泡沫过多会影响水性聚氨酯的光泽度、粘结强度、耐磨性、通透性等性能（三）水性聚氨酯消泡剂的特点：水性聚氨酯消泡剂是经过特殊工艺精制而成的消泡剂，它具有:1、消泡能力强，具有自乳化、易分散等特性2、使用时不会产生表面缺陷，也不会影响到成膜性3、对水性涂料体系有特别效果，易溶于水4、可以直接原液添加也可以分批添加5、不会对周围环境造成影响。
水性聚氨酯的主要用途
水性聚氨酯的主要用途水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WPU）是一种以水作为离子液体的分散剂，将聚氨酯颗粒分散于水介质中的乳液。
它由两个主要组分组成，一是聚异氰酸酯（Polyisocyanate），二是聚醚或聚酯，这两种物质通过反应生成聚合物。
水性聚氨酯具有延展性好、光泽度高、耐光性好等优点，并且在适当的情况下也具有高强度和耐磨性。
它在各个领域有广泛的应用，以下是水性聚氨酯的主要用途：1. 涂料和油漆：水性聚氨酯在涂料和油漆行业中被广泛使用。
它可以用于室内和室外的木材、金属、塑料等基材的涂装，其具有良好的耐久性和抗磨损性。
它在汽车修复、家具制造、建筑装修等领域发挥着重要作用。
2. 胶水和粘合剂：水性聚氨酯可以用作胶水和粘合剂，用于粘接各种材料，如木材、纸张、皮革、橡胶、布料等。
这种胶水具有良好的粘接性能和强度，广泛用于家具制造、制鞋业、包装业等。
3. 印刷和涂层：水性聚氨酯可以用于印刷油墨和涂层材料。
它可以提供光滑均匀的涂层，并具有优异的耐磨性和耐化学品腐蚀性。
这些特性使得水性聚氨酯成为印刷、包装、纺织印染等行业的理想选择。
4. 皮革和纺织品：水性聚氨酯可用于制作人造革和涂层纺织品。
它可以提供良好的弹性和耐用性，使得人造革更接近天然皮革。
水性聚氨酯涂层还可以在纺织品上形成一层薄膜，提供较好的防水性和耐磨性。
5. 包装材料：水性聚氨酯可以用于食品和药品包装材料的涂层。
它具有良好的耐油脂和耐化学品腐蚀性，可以保护包装材料不受外界环境的影响，并延长产品的保持期限。
6. 粘土和泡沫：水性聚氨酯可以用于制作粘土和泡沫材料。
它可以增加粘土的强度和耐久性，并提供泡沫的柔软性和弹性。
这些材料广泛应用于艺术和手工制作。
7. 医疗器械：水性聚氨酯可以用于制作医疗器械和医用材料。
它可以提供柔软的表面和良好的生物相容性，适用于手术器械、医用胶带和伤口敷料等。
总结来说，水性聚氨酯作为一种环保、高性能的材料，在各个领域都有广泛应用。
聚丙烯酸酯乳液的合成2012讲
聚丙烯酸酯乳液的合成2012讲摘要：PUA复合乳液是以聚氨酯树脂和聚丙烯酸树脂为基料并以水为介质的一类涂料，具有优异的涂膜性能和不燃、无毒、不污染环境等优点，因此被誉为第三代水性PU。
关键词：PUA ;复合乳液;乳液共聚1.不饱和单体法用含单羟基的丙烯酸酯单体，如丙烯酸-β-羟乙基酯、丙烯酸-β-羟丙酯等，与多异氰酸酯反应，剩余未反应的NCO基用仲氨基化合物封端，结晶，提纯制得含氨基甲酸酯的丙烯酸类单体，然后将该单体和丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到PUA共聚物乳液。
该PU A乳液在稳定性、膜的抗张强度及耐水耐溶剂性方面均比同样组分共混制得的PUA乳液好。
同时，共聚时因含氨基甲酸酯键的不饱和单体活性较大，易与丙烯酸酯类单体发生共聚，易制得性能优异的PUA共聚乳液。
胶膜的抗张强度随含氨基甲酸酯键的不饱和单体用量的增加而增加，故可根据需要调整PUA乳液性能。
其反应过程如下：含羟基的丙烯酸酯和二异氰酸酯反应：CH2=CH-CO-OR1OH OCN-R 2-NCOCH2=CH-CO-OR1O-CO-NH-2NCO残余NCO的封端反应：CH2=CH-CO-OR1OH-CO-NH-R2NCO R32NHCH 2=CH-CO-OR1-OCO-NH-R2-NH-CO-R32由上述的结构式可以看出：若封端的NCO基启封，并加入多异氰酸酯和多元醇，则可得到接枝共聚物。
2.大分子单体法先用多元醇和多异氰酸酯制备聚氨酯预聚物，然后加入带有不饱和键的封端剂，作为PU、PA共聚桥梁;最后经乳液聚合制得PUA共聚乳液。
常用作封端剂的有：丙烯酸羟烷基酯、马来酸酐或富马酸以及（甲基）丙烯酸酐等。
2.1 用丙烯酸羟烷基酯作为封端剂用此法制备的PUA共聚乳液具有良好的低温稳定性和耐水性、粘接性好、涂膜光亮、抗污染等优点，特别适用于作外部涂料。
该方法的基本过程为：（1）PU预聚体的制备;（2）若PU预聚体上带有羧基，则用碱中和;（3）其反应式为：CH2=CH-CO-OR3OH OCN-PU-NCOCH2=CH-CO-OR 3O-CO-NH-PU-NH-CO-OR3O-CO-CH=CH24。
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第三代水性PU涂料的发展前景无限
1.前言
聚氨酯涂料由于其独特的结构而赋予加工产品以突出的强度,柔性,耐磨,透湿,耐低温等性能;且广泛应用于涂料工业,制革工业,纺织工业,建筑工业等领域;但PU涂料大多为溶剂型的。
随着人们环境保护意识的不断加强,有关的劳动保护,安全,消防,环境保护等法律法规的日益完善,加之有机溶剂的价格飞涨,因而水性PU取代溶剂型PU成为必然;又由于纯的PU乳液在稳定性,自增稠性,固含量,应用范围,膜的保光性方面不足,而PUA复合乳液价廉,安全,不燃,无毒;不但强韧性,耐磨性,耐水性,耐化学品性好;而且稳定性,自增稠性,固含量,应用范围,膜的保光性好。
故,PA乳液与PU乳液在性质上有一定的互补作用,因而PUA复合乳液的产生成为必然趋势。
2.PU涂料的产生和发展
在国外,德国拜耳(OttoBayer)等人在1948年发展的异氰酸酯化学的基础上,通过二异氰酸酯和乙二醇及二胺类反应,分别制得了线性聚氨酯和聚脲。
在1955年制成了甲苯二异氰酸酯(TDI)和三羟甲基丙烷(TMP)的加成物(DESMODURL)。
1961年制成了已撑二异氰酸酯(HDI)缩二脲,以此为基础可配制出性能优异的各种PU涂料。
国外近年PU涂料能获得广泛的应用,是因为PU涂料的优异性能符和发展涂料工业的“三前提”(资源,能源,无污染)及“四E原则”(经济ECONOMY,效率EFFICIENCY,生态ECOLOGY,能源ENERGY)和日益强化的时代要求相适应。
估计90年代国外聚氨酯涂料将获得进一步的发展,取得许多成果。
我国PU涂料的发展始于1956年大连染料厂首次制成功甲苯二异氰酸酯(TDI),随即开展了PU涂料的实验研究,并于1958年进行了PU涂料的试生产,但直到1956年在天津,上海等地才有少量的商品涂料生产。
到80年代,实行改革开放后,国内外的技术交流日增,PU涂料的生产工艺和施工技术日益进步,迎来了90年代我国PU涂料的蓬勃发展新时期。
但是,由于PU 涂料在稳定性,自增稠性,固含量,膜的保光性方面比较差,其发展有一定的局限性。
3.PA涂料的产生和发展
1927年,德国RohmHass公司开始了丙烯酸酯的工业生产。
1931年后,英、美各国逐步发展了甲基丙烯酸酯的工业化生产,制出有机玻璃。
50年代初期,美国DoPont公司开始研究聚丙烯酸酯涂料并试用于汽车涂料,经过数年的应用及开发,于50年代中、后期,丙烯酸酯涂料的优异性能逐步为人们所重视。
我国对丙烯酸酯涂料的研究比较晚,于50年代由化工部涂料工业研究所和京、津,户个别单位开始研制,主要用于飞机涂装。
60、70年代丙烯酸树脂涂料有了进一步的发展,相继研制成功丙烯酸改性的几种常规树酯涂料,如丙烯酸改性的过氯乙烯树酯,硝基纤维素,醇酸树酯等涂料均达到了工业化应用。
80年代至今由于北京东方化工厂年产3.8万吨,吉林化学工业公司年产4.0万吨的丙烯酸酯类单体相继投产,大大促进了丙烯酸涂料工业的发展速度。
但是,由于PA涂料在强韧性、耐磨性、耐水性、耐化学品性方面比较差,其发展也有一定的局限性。
4.1水性PU涂料的产生和发展
水性PU涂料发明于1943年,首次工业化于1967年,1972年德国Bayer公司率先开发了imprainil系列用作皮革涂料饰剂的PU水乳液。
数十年来,欧美,日本对水性PU的研制开发非常重视,现今已有很多种类的水性PU产品,成功地用于轻纺,印染,皮革加工,织物涂层整理,涂料,胶黏剂,木材加工建筑,造纸,橡胶及弹性纤维,弹性体等领域。
特别是近年来,全球对环保要求越来越高,同时又考虑经济的节约,传统的溶剂型PU体系受到严重挑战,它的应用有逐年减少的趋势。
以水性PU取代溶剂型PU将成为一4.第三代水性PU-PUA涂料的产生和发展,与国外相比,国内水性PU的研制开发比较落后,尚处于试制和小批量生产阶段。
据不完全统计,我国水性PU的科研,生产单位只有40多家,其中约20多家生产单位年生产总额万吨以上。
绝大部分生产皮革涂饰剂。
国内生产的水性PU产品种类少,性能质量差,和国外同类产品相比差距大,致使许多行业长期依赖进口,因而,根据国情,研制开发高质量的水性PU产品,替代进口产品,满足国内有关行业的迫切要求具有十分重要的意义。
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4.2.水性PUA涂料的产生和发展〔7-8〕
聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸酯(PA)乳液同其溶剂型产品相比,具有价廉,安全,不燃,无毒,不污染环境等优点,因而在涂料,胶黏剂,皮革,织物涂层方面得到广泛的应用。
但纯PA乳液存在的问题是:强韧性、耐磨性、耐水性、耐化学品性差;而单一的PU乳液存在的问题是:稳定性,自增稠性,固含量,应用范围,膜的保光性差。
PU和PA在性质上有一定的互补作用,PUA复合乳液能克服PU和PA乳液各自的缺点,发挥各自的优势,使乳液及胶膜的性能得到明显的改善。
无可置疑,PU涂层的优点明显,但其价格较高,应用受到限制。
因此国内外致力于水性PU-PA改性树酯的研究,以降低成本,现已取得效果,且国外已有商品问世。
PU-PA改性树酯将两种材料的最佳性能融合在一体,克服PU,PA各自的缺点,涂层柔软,耐折,耐曲折,印花效果好,耐候性,耐水解性好。
PU-PA复合水性分散液技术是当今国际上材料研究的新成果,也代表PU 发展的一个新动向。
近十年来,国外对PUA复合乳液进行了较多的研究,如美国,德国,日本等都报道了用于涂料,织物整理剂等方面的PUA复合乳液,国内只是近几年才有较少数研究者进行了制备PUA复合乳液的探索性实验,如安徽大学,黎明化工研究所,江苏省化工研究所,烟台化工研究所,河南化工研究所,上海理工大学等,但PUA复合乳液商品化,目前国内还未见报道,PUA复合乳液由于其优异性能,被誉为第三代水性PU。
4.3.水性PUA涂料的特点及合成方法
PUA复合乳兴兼备了PU、PA的优点,具有耐磨,耐腐蚀,光亮,柔软有弹性,耐水性,机械力学性能好,耐候性好等特性,故PUA复合乳液的研究已成为当今涂层发展的趋势。
PUA复合乳液的制备方法有以下几种:①PU乳液和PA乳液共混交联法;②合成带双键的不饱和氨基甲酸脂单体和丙烯酸脂共聚法;③用PU乳液作种子的复合乳液聚合法。
其中,复合乳液聚合法一先制备含亲水基的PU,将其分散于水中作为种子,再同丙烯酸脂进行乳液复合聚合,可制得核／壳型PUA乳胶,或加入双烯单体制得互穿聚合物网络(IPN)乳胶。
该法可分为:溶剂法制PU种子;直接将丙烯酸脂单体作溶剂制PU;无溶剂水中扩链制PU;制得的PU均含亲水基,可自乳化作种子进一步用丙烯酸脂类单体进行乳液复合聚合。
这是目前比较流行的一种方法。
4.4.IPN技术在PUA涂料上的应用
丙烯酸聚氨脂涂饰剂涂装于物体表面后,丙烯酸组分的羟基与多异氰酸脂组分的异氰酸脂发生反应而成膜,是一种转化型涂料,它兼具丙烯酸和聚氨脂两种涂饰剂的优点,耐腐蚀、耐磨性好,附着力强,以脂肪族多异氰酸脂为原料制得的涂饰剂还具有优异的耐候性,但目前脂肪族多异氰酸全部依赖进口,价格昂贵,用国产的芳香族多异氰酸脂制备的涂料耐候性欠佳,涂层爆晒后变黄,为了降低外用丙烯酸聚氨脂涂饰剂的成本,我们用IPN技术向涂层中引入部分芳香族多异氰酸脂以取代脂肪族多异氰酸脂,在保证涂饰剂耐候性前提下减少后者有量。
IPN(互穿聚合物网络)是由两种或两种以上相互贯穿的交联聚合物组成的互混体系,作为聚合物共混与复合的主要手段,可以看作是用化学方法来实现聚合物物理共混的一种新方法,若以同步法合成具有相似化学结构的两个网络,加上两网络互相贯穿产生的强迫共容作用,可以预计该体系的相容性将得到较大程度的改善,在形态上表现为连续相结构,由此引入的芳香族异氰酸脂造成的耐候性问题也可以得到解决。
采用以己内脂为扩链剂制得的交联丙烯酸聚氰脂和己撑二异氰酸脂交联固化的丙烯酸树脂为原料,制得的PU／PAIPN,具有优异的耐候性,耐溶剂性和附着力,用作汽车面漆和家具涂料,均有较好的装饰效果。
5.结束语
总上所述,聚氨酯涂料从溶剂型发展到水性PU,再到第三代水性PU-PUA复合乳液,充分显示了PU涂料旺盛的生命力;现在水性PU遍布涂料工业,制革工业,印刷工业,建筑工业,纺织工业等领域,有理由相信,随着社会的发展,环境和工业生产的要求,水性PU产品必将在我国的化学工业中占有一席之地。