水性双组分聚氨酯涂料的研究进展
双组分水性聚氨酯木器涂料的研制
自制 水 性 树 脂 Ｙ Ｘ 一 ６ ５ ；水 分 散 型 聚异 氰 酸 酯
固 化 剂 ；润 湿 剂 Ｗ一 ９ ２ ０ ； 消 泡 剂 Ｗ一 ０ ５ ０ ６ ；流 平 剂 Ｂ ＹＫ 一 ３ ４ ６ ；流 变 助 剂 Ｂ Ｙ Ｋ 一 ４ ２ ５ ；成 膜 助 剂 （ 二 丙 二
［ 收稿 日期 】 ２ ０ １ ３ — ０ ２ — ２ ２
摘
要 ：以 自 制的水性树脂 Ｙ Ｘ 一 ６ ５ 配用水分散 型聚异氰酸酯 固化剂 ， 制备 了水性双组分聚氨酯
木器涂料。 通过对润湿剂、 成膜助 剂、 消泡剂的优化选择 ， 所得涂料的各项性能指标均达到 了溶剂型
木器涂料的水平 ， 具有广阔的应用前景。
关键词 ：水性树脂 ；抽 ｝ 生 木器涂料 ；双组分聚氨 酯涂料
冲洗干净 ， 并 用纱 布 吸干 ， 与 原 漆 进 行 比较 ， 观察 颜
处， 从而起到 降低表面张力 的效果 。 值 得注意的是 ，
基材润湿剂 的加入量一定 要适 中， 过 多 的 基 材 润 湿 剂 会 形 成胶 束 ， 使 加 入 的 消泡 剂 有 一 部 分进 入 其 中 ，
色 和 光 泽 有 无 变 化 等 现 象 。抗 黏 连 性 极 限 测 试 方 法 如 下 ：在 ２ ０ ｃ ｍ×２ ０ ｃ ｍ的 榉 木 板 上 喷 涂 两 底 两 面 ， ３ ０ ℃强 制 干燥 １ ｈ ， 最后 １ 道 面漆干燥后 １ ． ５ ｈ ， 分 别 面对 面 、 背对面用 ２ Ｏ ｋ ｇ 的砝 码 压 于 其 上 ， ２ ４ ｈ 后 取 下 砝码 ， 观 察 涂膜 的黏 连情 况 。
醇 甲醚 ） ；紫外 线 吸收 剂 Ｔ ｉ ｎ ｕ ｖ ｉ ｎ ｌ １ ３ ０ ；杀菌 剂 ；水 等 。
2024年水性聚氨酯防水涂料市场发展现状
2024年水性聚氨酯防水涂料市场发展现状前言水性聚氨酯防水涂料作为一种新型环保型防水涂料，具有施工方便、性能优良、环境友好等优点，在建筑行业中得到了广泛的应用。
本文将重点探讨水性聚氨酯防水涂料市场的发展现状。
一、行业概述水性聚氨酯防水涂料是一种以水为基质、聚氨酯树脂为主要成膜物质的涂料产品。
相比于传统的溶剂型聚氨酯防水涂料，水性聚氨酯防水涂料具有安全环保、无毒无害等特点。
随着人们对环境保护意识的提高和相关政策的推动，水性聚氨酯防水涂料市场的需求不断增长。
二、市场规模水性聚氨酯防水涂料市场的规模呈现稳步增长的趋势。
近年来，随着建筑领域的快速发展，防水涂料的需求持续增加。
水性聚氨酯防水涂料作为一种新兴产品，拥有广阔的市场空间。
据市场研究数据显示，水性聚氨酯防水涂料市场预计将在未来几年内保持每年10%以上的增长率。
三、市场发展趋势1. 环保导向在当前环保意识不断提高的背景下，环保型产品成为市场的主流趋势。
水性聚氨酯防水涂料因其无毒无害、低VOC排放等优势，成为环保型防水涂料的首选。
未来，市场对于环保型水性聚氨酯防水涂料的需求将持续增长。
2. 技术创新随着科学技术的进步，水性聚氨酯防水涂料的技术水平也不断提高。
目前，水性聚氨酯防水涂料已经可以实现更好的耐候性、附着力和耐腐蚀性能等。
未来，市场对于高性能水性聚氨酯防水涂料的需求将逐渐增加。
3. 市场竞争格局水性聚氨酯防水涂料市场竞争激烈，主要厂商之间的竞争主要体现在产品价格、产品质量和品牌影响力等方面。
目前，国内外众多知名防水涂料企业已经参与到水性聚氨酯防水涂料市场的竞争中。
未来，市场将更加关注创新能力和品牌影响力，这将是企业在竞争中取得优势的关键。
四、发展机遇与挑战水性聚氨酯防水涂料市场面临着机遇和挑战并存。
机遇主要体现在政策推动、市场需求增加等方面。
然而，市场也存在一些挑战，比如技术创新压力、产品成本控制等。
只有适应市场需求并与时俱进，企业才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
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。
双组分水性丙烯酸酯聚氨酯涂料的改性及影响因素研究进展
聚 乙二醇 单 甲醚是 常 用 的非 离 子 型 改 性 剂 Ｊ 。
变 ， 在制 备水 性 丙烯 酸 酯 聚氨 酯 涂 料 中 优 先选 用 故
脂 肪 族 多 异 氰 酸 酯 作 为 交 联 剂 。通 常 两 组 分 的
Ｎ ＯＯ Ｃ ／ Ｈ摩 尔 比在 １１～ ： 之 间 。 ： ２１ １ １ 未亲 水改 性 的 多异 氰酸 酯 ．
业化 产 品主要 是 非离 子型 改性 多异 氰 酸酯 。 １２ １ 非离 子型 多异 氰酸 酯 ．，
芳香 族 多异 氰酸 酯 由于 ２个 Ｎ Ｏ之 间 存 在 诱 导 效 Ｃ
应 ， 其反 应活 性增 加 ， 使 因此芳 香族 异 氰酸 酯 与水 的 反应 活性要 高 于脂 肪 族 异 氰 酸 酯 ， 芳 香 族 异氰 酸 且 酯 含 苯环 ， 固化 膜 易 黄 变 ， 老 化性 能差 ， 由脂 肪 耐 而 族 多 异氰 酸酯 制得 的聚 氨 酯 涂 料 耐候 性 好 ， 易黄 不
很好 的水分散 性 。Ｂ ｙｒ 司 用 单 羟基 聚 醚 与环 ａｅ 公
状 的多 异氰酸 酯 三聚 体反 应得 官能 度 大于 ３的非 离 子 型改性 的多异 氰 酸 酯 ， 由其 制 得 的 双组 分 固化 膜
的性 能 基 本 达 到 溶 剂 型 双 组 分 固 化 膜 性 能 的 水
维普资讯
抽｝ 生丙烯 酸 酯聚氨 酯涂料 的发展 趋 势 。 关键 词 ： ｝ 羟基 丙烯 酸 酯树 脂 分散 体 ； 抽 生； 多异 氰酸 酯 ； 聚氨 酯
以水 为分 散介 质 的涂料 体 系具 有不燃 、 毒 、 无 低 挥发 性有 机 物 （ Ｏ 、 污染 环 境 等 优 点 ，学化 学科 学 学院 广 州 ５０ ４ ） 华 １６０
双组分水性聚氨酯地坪涂料的合成与研究
１ ｛
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羟含／ 基量
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絮 凝
２双组分水性聚氨酯地坪涂料配制
造 的 。具 体 生 产 工 艺方 法如 下。
烷 单体 加量 、羟 基含 量 、酸值 、固化 剂 的选择 等对
涂 料 的相关 性能研 究 ， 结 了最 佳 的涂料 配 比与 工 总
艺。
关键 词 ：双 组分水 性聚 氨酯 ；地 坪涂 料 ；合成
（ ）制备含一定 比例 的有机硅氧烷和羟丙烯酸酯—— １ “ 种子乳液 ，较软 的核 ” ； （）在种子 乳液基础 上制备含羟基硅 丙水分散体—— ２
Ｉ
，
Ｉ ｌ
３
附着力强、耐 磨性好 、硬度高及耐化学品和耐候性好等优
良特性 ，被 广泛应 用于 工业涂料 。而水性双组分聚氨酯涂 料是 由含一 Ｏ Ｈ基的水性 多元醇和含一 Ｎ ０ Ｃ 基的低黏度多异 氰酸酯固化剂组成 ，其涂膜 的性能是 由羟基树脂的组成和
结构 决定 的 。
Ｃ Ｈ Ｈ、Ｃ ２ Ｈ） Ｈ等 。 Ｈ、Ｃ ｚ Ｈ（ Ｃ ３ Ｃ Ｃ ２
１３ 体 系 中各 种 参数 对性 能 的影响 。
试验 中发现 ，有机硅 氧烷单体 加量、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。为此 ，分 别 作 了相应 的分析 。 １ ． ． １有机硅氧烷单体加量对乳液聚合及性能的影响 ３ 研 究 了有 机硅氧 烷单 体加 量对乳 液聚合 及性 能的影
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。
MDI系列双组份水性聚氨酯的合成研究中期报告
MDI系列双组份水性聚氨酯的合成研究中期报告
一、研究背景
随着环保意识和法规的逐渐提高，水性聚氨酯在涂装、粘合、印刷和封闭等领域中得到了广泛的应用。
而在聚氨酯中，MDI为其中最重要的前体之一。
在一些情况下，双组份的MDI系列水性聚氨酯更受欢迎，因为它们可以提供更好的可调控性和更优秀的性能。
二、研究进展
1. 前期研究结果
在前期研究中，我们选择了环保性较高的PEG作为醇成分，采用双被覆法合成了MDI系列双组份水性聚氨酯。
经过初步的实验可能性验证和多次的优化实验，合成了具有较好性能的聚氨酯。
2. 中期研究方向
在本阶段，我们将主要从以下几个方面展开研究：
(1) 改变反应条件以提高产率和性能;
(2) 考虑引入不同结构的醇成分，以探索不同性能的聚氨酯;
(3) 考虑引入不同结构的二异氰酸酯作为前体，探索不同的MDI系列聚氨酯。
三、研究计划
在接下来的研究中，我们将首先探讨不同的反应条件对反应产率和聚氨酯性能的影响。
具体来说，我们将调整反应温度、pH值、溶剂和催化剂等因素。
接下来，我们将探索引入不同结构醇成分对聚氨酯性能的影响。
特别是，我们将考虑具有不同长度和平均分子量的PEG和其他醇类成分的引入。
最后，我们将尝试使用其他的二异氰酸酯来制备MDI系列水性聚氨酯。
具体来说，我们将考虑DMDI、TMDI、HMDI等不同的二异氰酸酯，以探索不同的聚氨酯性能。
高性能水性聚氨酯涂料研究进展
高性能水性聚氨酯涂料研究进展摘要：随着环保法规日益严格，水性聚氨酯涂料的应用越来越广，高性能水性聚氨酯涂料成为研究热点。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向，并对高性能水性聚氨酯涂料未来的应用前景进行了展望。
关键词：高性能；水性聚氨酯涂料一、引言聚氨酯涂料是指以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，在配以颜料、溶剂、催化剂、及其它辅助材料等所组成的涂料。
聚氨酯涂料具有较强的耐磨性、优良的附着力、优良的耐油、耐酸碱、耐水以及耐化学药品等耐腐蚀性能，因而广泛地应用于车辆、船舶、航空、电子、建筑、桥梁、机床、木器及室内装潢等领域的装饰和保护中。
聚氨酯涂料种类繁多，其中按分散介质或其形态分为溶剂型、无溶剂型、高固体性、水分散型、粉末涂料型等。
近年来，随着人们环保理念的增强和环保法规的日益严格，聚氨酯涂料市场也以绿色环保为发展方向，各种环保型涂料被相继开发并广泛应用。
到2025年，涂料行业总产量预计增长到3000万吨左右，其中环境友好型涂料品种将占涂料总产量的70%。
环保聚氨酯涂料中，水性聚氨酯涂料是是目前综合性能最好的防水涂料之一，具有成膜性好、延伸率大、粘结力强、耐油耐酸碱化学品和装饰性好等优良性能。
但是，水性聚氨酯涂料在成本、耐水性、与基材润湿性、施工与应用性能方面也存在许多缺点。
随着生活生产中对水性聚氨酯(WPU)涂料性能方面要求的提高，寻求高性能的水性聚氨酯涂料越来越受到广泛关注。
本文综述了目前高性能水性聚氨酯涂料的主要研究方向，并对未来的应用前景进行了展望。
二、高性能水性聚氨酯涂料研究进展目前，高性能水性聚氨酯涂料的研究主要集中在以下两个方向。
一是利用聚氨酯分子的可设计性，在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构，如含氟、含硅聚合物链，使涂膜具有更多的功能性，如优异的表面性能、耐高温性、耐水性和耐候性等；二是引入各种纳米粒子，增强复合涂料的性能。
具体研究情况如下。
2.1.1 有机硅改性水性聚氨酯涂料有机硅材料具有耐高低温、耐气候老化、耐臭氧、电绝缘、耐燃、无毒、无腐蚀和生理惰性等优异性能，因而是聚氨酯改性产品的理想材料。
最新水性聚氨酯树脂在工业水性涂料中的应用进展
最新水性聚氨酯树脂在工业水性涂料中的应用进展近年来，随着环保意识的提高和法规要求的不断加强，水性涂料在工业涂料领域中的应用得到了广泛关注和推广。
而水性聚氨酯树脂作为其中的一种重要成分，其在工业水性涂料中的应用进展也越来越引人关注。
水性聚氨酯树脂是以聚醚或聚醋酸酯作为主聚合物，与异氰酸酯进行反应而得到的一种树脂。
它具有粘合力强、硬度可调、耐磨性好、柔韧性佳、耐化学腐蚀性强等特点，是一种理想的涂料成膜材料。
在工业水性涂料应用领域中，其应用进展主要体现在以下几个方面。
首先，水性聚氨酯树脂在汽车涂料领域中的应用不断发展。
由于其良好的粘附性、耐黄变性、耐温性和耐候性，使其在汽车涂料中的应用逐渐增多。
目前，已有一些汽车制造商开始将水性聚氨酯树脂涂料应用到汽车车身、轮胎等部位，取代传统的溶剂型涂料，以降低VOC排放、减少有机溶剂的使用量，减少对环境的污染。
其次，水性聚氨酯树脂在木器涂料领域中的应用也取得了一定的进展。
由于其在与木材表面的相容性优良，使得其在木器涂料中具有很好的附着力和防水性能。
此外，其低溶剂含量和低毒性也使其成为一种更环保的涂料选择。
目前，木器涂料中的水性聚氨酯树脂涂料正逐渐取代传统的溶剂型木器涂料，成为市场的主流产品。
再次，水性聚氨酯树脂在金属涂料领域中也得到了广泛应用。
相比于传统的溶剂型金属涂料，水性聚氨酯树脂涂料具有高度的光泽、硬度、抗冲击性和耐腐蚀性。
这些特性使得其在金属涂料领域中的应用范围不断扩大，如汽车零部件、机械设备、建筑材料等。
同时，水性聚氨酯树脂涂料在涂装过程中也能减少溶剂挥发，降低对操作人员的危害，提高操作环境的安全性。
最后，水性聚氨酯树脂在地坪涂料领域中的应用也逐渐增多。
地坪涂料要求具有耐磨、耐压、耐腐蚀等特性，而这些正是水性聚氨酯树脂的优点之一、目前，一些大型商场、工厂、仓库等场所开始采用水性聚氨酯树脂地坪涂料，以取代传统的溶剂型地坪涂料，实现地坪涂料的环保，同时提高地坪的使用寿命和抗压性能。
水性双组分聚氨酯涂料的研究进展
水性双组分聚氨酯涂料的研究进展摘要：综述了水性双组分聚氨酯涂料的组成、性能和应用研究新进展。
关键词：水性聚氨酯涂料；活化期；双组分；应用双组分聚氨酯涂料具有优良的机械性能（涂膜硬度高、附着力强、耐磨性高等），良好的耐化学品性、耐候性和低温成膜性能，广泛应用于工业防护、木器家具和汽车涂饰等方面。
随着各国环保法规的健全和人们环保意识的增强，传统溶剂型聚氨酯涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放量受到愈来愈严格的限制。
开发低污染、高性能、多功能的环保型水性涂料成为涂料技术发展的主要方向。
水性双组分聚氨酯涂料将溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC排放相结合，成为涂料工业研究的热点。
水性双组分聚氨酯涂料由含羟基的水性多元醇和含NCO基的固化剂组成。
多元醇组分和固化剂组分各有独特的特性。
本文综述了水性聚氨酯涂料的新进展。
1 水性多元醇体系双组分水性聚氨酯涂料配方是单独的多元醇与异氰酸酯基团的分散50。
涂膜后水分蒸发和组件的形式反应交联聚合物网络。
虽然2K水性聚氨酯涂料，应该从理论上讲，从溶剂型2K 系统，涂料有55相匹配的属性，在实践中，缺乏足够的耐水性，光泽度，耐候性和硬度。
水性2K系统的成功，到现在为止，依赖于一些重要的和经常笨拙制定曲折。
例如，多元醇的需要，这就需要两个60羟基官能聚氨酯形成反应和水分散性的基团，通常是不市售。
丙烯酸酯聚合物与酸和羟基功能的方法之一（美国专利号5075370所示），是由（65自由基聚合）共聚丙烯酸单体和羟丙烯酸酯单体（如羟乙基丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯）。
不幸的是，羟烷基丙烯酸酯是相当昂贵的。
此外，也很难使羟丙烯酸酯聚合物都高的羟基官能度和分子量足够低，低VOC，可交联的涂料系统价值。
其结果是涂层的物理性质，化学性质比本来是可取的较低水平。
最近开发的含羟基丙烯酸聚合物烯丙基醇烷氧基烯丙基醇（见，例如，美国专利号5525，693）克服使用羟丙烯酸单体的一些限制。
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， 如偏四甲
基苯基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物， 其主要 特点为： 固化剂的 ()* 基为叔碳原子上的 ()* 基， 其反应活性较低， 与水反应的速度非常慢。因此用该
万方数据
涂料工业
水性双组分聚氨酯涂料的主、 副反应及其影响参
7887 年第 ## 期
・ 34 ・
・ 专论与综述 ・
瞿金清等： 水性双组分聚氨酯涂料
)##) 年第 "" 期
。水性双组分聚
氨酯涂料将溶剂型双组分聚氨酯涂料的高性能和水 性涂料的低 &’( 排放相结合， 成为涂料工业研究的 热点
［)］
。水性双组分聚氨酯涂料由含羟基的水性多
元醇和含 *(’ 基的固化剂组成。多元醇组分和固化 剂组分各有独特的特性。本文综述了水性聚氨酯涂 料的新进展。
! 水性多元醇体系
［$］ ， 在活化期内， 同时伴随 现 !"# 基含量降低 %&’ ，
表" 缺 活化期短 陷
水性双组分聚氨酯涂料的某些缺陷 原 因
!"# 基与水及多元醇的其他官能基的 副反应 在湿涂膜和干涂膜中， !"# 基与水的 副反应程度较大 多元醇的分子量低， 固化剂的含量高 多元醇与固化剂的混合困难， 配方组 成复杂 羟基树脂合成复杂， 固化剂含量高
"#% 残留在干燥涂 膜中形成气泡 干燥速率慢， 干燥时间长 施工不方便 成本高， 价格贵
生气泡， 这是涂膜形成过程中产生的二氧化碳气体滞 留在涂膜中引起的。通常涂膜中产生的气泡 （包括空 气泡和二氧化碳气泡） 上升到涂膜表面的过程中会越 来越小， 甚至会溶解在周围的介质中， 或者到达涂膜 表面之前就已消失， 但若涂膜本身具有吸湿性或存在 足够多的吸湿区， 水分将残留在涂膜中， 如聚合物链 上的羧基将形成吸湿区， 当固化剂被乳化和分散后， 吸湿区将与固化剂紧密接触， !"# 基与水分反应产 生二氧化碳气体， 随着涂膜粘度的增大， 二氧化碳在 涂膜中的扩散受到限制， 最终被捕获在涂膜中形成气
［/&］ 研究发现， 对于丙烯酸乳液多元醇， 涂 泡。!567789
着 () 的降低， 因此， 水性双组分聚氨酯涂料的活化 期取决于固化剂的 !"# 基浓度的降低速率和双组分 聚合物的结构。 双组分涂料施工后， 室温下水分的蒸发相对较 最 快， *& +,- 内在涂膜中的水含量下降到 %’ . *’ ，
万方数据 ・ /% ・
涂料工业
・ 专论与综述 ・
多元醇分散体配制的双组分涂料具有良好的流动性， 涂膜光泽较高， 对颜料的润湿性好， 特别适用于配制 高光泽色漆。但聚酯多元醇的酯键易水解， 聚合物链 易断裂而影响涂膜性能。将丙烯酸聚合物接枝到聚 可 酯分子链上制备聚酯 ! 丙烯酸杂合分散体多元醇， 以提高聚酯链的耐水解性。该多元醇配制的双组分 涂料将聚酯的软链段和丙烯酸树脂的硬链段结合在 一起， 有利于制备硬度高和柔韧性好的涂膜。聚氨酯 多元醇分散体配制的双组分涂料具有良好的综合性 能， 涂膜外观好， 具有优异的物理机械性、 耐化学品性 能和耐磨性， 以及良好的颜料润湿性， 可通过调整氨 基甲酸酯键的浓度来确定涂膜性能 分。
! ห้องสมุดไป่ตู้异氰酸酯体系
异氰酸酯单体的选择是决定涂膜性能的因素， 脂 肪族异氰酸酯单体， 如 #， （ $%&） 和 " ! 己二异氰酸酯 异佛尔酮二异氰酸酯 （ &’%&） 合成的固化剂涂膜外观 好， 干燥速度和活化期具有良好的平衡性。 $%& 具有 长的亚甲基链， 其固化剂粘度较低， 容易被多元醇分 散， 涂膜易流平， 外观好， 具有较好的柔韧性和耐刮 其涂膜干燥速 性。 &’%& 固化剂具有脂肪族环状结构， 度快， 硬度高， 具有较好的耐化学品性和耐磨性。但 不易被多元醇分散， 其涂膜的 &’%& 固化剂粘度较高， 流平性和光泽不及 $%& 固化剂。异氰酸酯的二聚体 和三聚体是聚氨酯涂料常用的固化剂， 环状的三聚体 具有稳定的六元环结构及较高的官能度， 粘度较低， 易于分散， 因此涂膜性能较好； 而缩二脲由于粘度较 高， 不易分散， 较少直接用于水性双组分聚氨酯涂料。 为了提高多异氰酸酯固化剂在水中的分散性， 常采用 亲水基团对其进行改性， 适合的亲水组分有离子型或 非离子型或二者拼用， 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分散在 水相中， 降低混合剪切能耗。其缺点在于亲水改性消 降低了固化剂的官能度。 耗了固化剂的部分 ()* 基， 新一代改性的亲水固化剂必须降低亲水改性剂的含 量， 提高固化剂的 ()* 基官能度， 增强固化剂在水中 的分散性。还可采用叔异氰酸酯固化剂
［/］
： 聚
合物分子量大， 涂膜在室温下干燥速度快； 由于乳液 多元醇的羟基当量大， 配制双组分涂料所需的多异氰 酸酯用量小， 成本低。 0123 等人
［%］
采用统计方法优
选了羟基丙烯酸乳液的羟基含量、 乳液粒径、 聚合物 的玻璃化温度等配方参数， 获得性能优异的水性双组 分聚氨酯木器涂料。乳液多元醇对多异氰酸酯固化 剂的分散性较差， 涂膜外观较差， 活化期较短。为了 改善性能， 提高乳液的分散性， 常采用较高的乳液聚
数， 决定双组分体系的活化期、 施工、 应用、 成膜和干 燥过程。以丙烯酸分散体多元醇和改性的亲水多异 氰酸酯固化剂组成的水性双组分聚氨酯体系为例， 体 系中含有胺中和剂和羟基功能化的共溶剂， 主反应为 多元醇与固化剂反应形成聚氨酯网络结构， 副反应包 括固化剂与共溶剂和中和剂的羟基、 胺基、 多元醇的 羧基及水的反应。固化剂与水的副反应生成胺和二 随着水分的蒸 氧化碳， 胺立即与 !"# 基反应形成脲， 发和涂膜的形成， 二氧化碳会溶解在涂膜中或以气体 形式释放。多元醇的羧基与 !"# 基反应生成酰胺， 但反应速度较小； 胺中和剂脱离涂膜后， 羧基可能和 羟基反应， 该反应极大地消除了涂料体系的亲水性， 改善涂 膜 的 耐 水 性。为 了 补 充 副 反 应 消 耗 的 !"# 基， 采用过量的多异氰酸酯固化剂， 使涂膜含有大量 的氨基甲酸酯， 少量的脲键和酰胺结构等。研究还发
与溶剂型双组分聚氨酯涂料相比， 水性双组分聚 氨酯涂料的多元醇必须具有良好的分散性， 即以尽量 低的剪切能耗将憎水的多异氰酸酯固化剂很好的分 散在水中。最早采用的多元醇为乳液型多元醇 （粒径 为 #+#, - #+! ! ， 一般为通过乳液聚合合成的具有 .） 多种结构的丙烯酸乳液多元醇， 其主要特点为
［0］ 终的平衡水含量为 /’ 左右 。涂膜中的 !"# 浓度
降低速率较慢， 只有 1’ 的 !"# 基参与了反应， %2 3 后参与反应的 !"# 基增大到 0&’ ， 完全反应需要几 天。环境湿度和温度对干燥过程有重要作用， 室温固 化过程约有 1&’ 的 !"# 基与水反应形成脲， 而 /*&4 干燥 *& +,- 与水反应的 !"# 基含量降低到 /&’ 。随 着固化温度升高， 生成氨基甲酸酯的含量越多， 同时 高温下 !"# 基与羧基反应形成的酰胺， 有利于改善 涂膜性能。因此， 应根据应用领域和涂膜性能要求选 择固化条件， 如对于工业金属涂料、 汽车修补漆和清 漆， 采用温和的固化条件为宜。
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合温度， 提高引发剂和链转移剂的浓度， 降低聚合物 相对分子质量和乳液粒径等， 只是聚合温度受水的沸 点所限， 较高浓度的引发剂和链转移剂会影响聚合物 性能 （如 出 现 单 体 的 转 化 率 低、 毒性和颜色深等缺 陷） 。此外， 有亲水单体参与的乳液聚合， 亲水组分会 发生迁移， 使得合成的聚合物结构分布不均匀， 特别 是羟基官能度分布较宽， 会缩短双组分涂料的活化 期。因此， 采用乳液型多元醇配制的双组分聚氨酯涂 膜的外观和性能不理想， 即使采用改性的亲水多异氰 酸酯固化剂， 或采用高剪切力混合设备， 要得到性能 优异的涂膜仍有困难。 为了改善多元醇的分散性， 提高水性双组分聚氨 酯涂料的性能， 目前研究较多的是采用分散体型多元 醇 （ 粒 径 小 于 #+#, ! ， 也称第二代水性羟基树 .） ［!］ 脂 。该多元醇首先在有机溶剂中合成分子结构中 含有亲水离子或非离子链段的树脂， 然后将树脂熔体 或溶液分散在水中得到。其优点为乳液粒径小， 聚合 物结构和相对分子质量及其分布较易控制， 涂膜外观 好等； 缺点是聚合物分散到水中后， 有机溶剂必须脱 除， 增加合成成本； 另外， 聚合物在水中的分散过程往 往发生相转移， 体系粘度会急剧增大， 形成高粘度低 固含量的分散体， 降低施工固体分， 不利于双组分体 系的物理成膜； 亲水离子或链段的存在会降低双组分 涂膜的耐水性和耐溶剂性等。根据化学结构将分散 体多元醇分为聚酯多元醇、 丙烯酸多元醇、 聚氨酯多 元醇和杂合多元醇等。其中， 丙烯酸多元醇分散体具 有较低的分子量， 较高的羟基官能度， 涂膜交联密度 高， 且具有良好的耐溶剂性、 耐化学品性和耐候性。 与丙烯酸乳液多元醇相比， 丙烯酸分散体多元醇配制 的涂料流变性好， 涂膜光泽高， 但干燥速度慢。聚酯
・ 专论与综述 ・
瞿金清， 黎永津， 陈焕钦 （华南理工大学化学工程研究所， 广州 !"#$%#）
摘 要： 综述了水性双组分聚氨酯涂料的组成、 性能和应用研究新进展。讨论了副反应对水性双组分聚氨酯涂料
成膜、 活化期及涂膜外观等的影响， 并指出了水性聚氨酯涂料的发展趋势。 关键词： 水性聚氨酯涂料； 活化期； 双组分； 应用
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