聚氨酯涂料的配方设计及PVC计算

聚氨酯涂料的配方设计及PVC计算

时间:2014-02-09 16:49来源:江阴大阪涂料有限公司作者:徐支有李一新陈雷

0 引言

20 世纪60 年代以来，溶剂型聚氨酯涂料在我国工业防腐领域一直发挥着举足轻重的作用，它具有光泽高、丰满度好、优异的保光保色性、耐候性佳，以及优良的耐磨性、耐酸碱性、耐水性、耐化学品性等优点，广泛应用于家电、汽车、飞机、工程机械、港口机械、化工设备、管道、电厂、钢构件和海洋石油平台等领域。受2008 年金融危机和目前中东石油危机的影响，原油的价格一路飙升，一定程度上提高了溶剂型涂料的成本，如何开发出高性价比的聚氨酯（PU）涂料，也成为全国上万家涂料企业提升竞争力的一项重要课题。本文通过考察颜基比（P/B）、填料、催化剂及紫外线吸收剂等因素对漆膜性能的影响，制备了高光泽、耐候性优异及低成本的双组分溶剂型聚氨酯涂料。通过单一颜料涂料体系的颜料体积浓度（PVC）的计算，推导出PVC的倒数与P/B 的倒数呈一次线性函数关系。

1 实验部分

1.1 原材料

羟基丙烯酸树脂AC101，HDI（六亚甲基二异氰酸酯）固化剂22A-75PX，金红石型钛白粉R996，超细硫酸钡，流变剂，分散剂，催化剂T-12，紫外线吸收剂，流平剂，二甲苯，醋酸丁酯，PMA（丙二醇甲醚醋酸酯）。

1.2 制漆工艺

先将部分树脂、分散剂、颜填料和混合溶剂低速分散均匀后，用砂磨机分散至细度20 μm。然后补加剩余的树脂、流平剂、流变剂、催化剂和紫外线吸收剂，高速搅拌分散30 min 后，用溶剂调节黏度至涂-4 杯80~120 s，用120 目纱布过滤，出料。

1.3 漆膜的制备

按配比混合甲乙组分，用稀释剂调节黏度至涂-4 杯20~25 s，空气喷涂制备漆膜。检测单一涂层的常规性能，膜厚为（25±5）μm，80℃的条件下干燥2 h ；型式检验项目包括复合涂层的耐酸性和

耐碱性。本文选用的配套涂料体系为环氧磷酸锌底漆（70 μm）+ 聚氨酯面漆（5

0 μm）；干燥方式为50℃的条件下干燥48 h。

1.4 性能检测

依据HG/T 2454—2006《溶剂型聚氨酯涂料（双组分）Ⅱ型涂料》的相关检验标准检测常规性能；依据GB/T 23987—2009《色漆和清漆涂层的人工气候老化曝露曝露于荧光紫外线和水》进行涂层的QUV 检测；按照GB/T 1766—20 08《色漆和清漆涂层老化的评级方法》对涂层的耐老化性能进行评级，试验装置为QUV/Spray（Q-Lab Corporation.U.S.A）老化试验箱；光源类型（Lamp Type）：UVB-313，0.71 W/（m2·nm）@310 nm，试验循环为4 h 紫外线照射，（60±3）℃黑板温度，4 h 冷凝，（50±3）℃黑板温度。

2 结果与讨论

2.1 成膜物质的选择

作为双组分聚氨酯涂料用的羟基树脂主要包括聚酯、丙烯酸树脂、聚醚、环氧树脂、蓖麻油或其加工产品等。聚酯树脂虽然具备耐热性佳、漆膜富有柔韧性、丰满度好、耐候性优异等诸多特点，但是，其干性和硬度逊色于丙烯酸树脂，而环氧树脂和聚醚树脂在光照条件下易粉化。因此，本文选用羟基丙烯酸树脂AC10 1 为成膜物质，其主要技术指标为：固体分70%，黏度（25℃格氏管）200~40 0 s，20℃密度1.03，羟基含量3.3%。因该树脂的高羟基含量，保证了涂料的高反应活性和漆膜的交联密度。

2.2 颜基比的确立

为了确保涂料优异的遮盖力及漆膜高光泽的特性，通过调节钛白粉与基料的质量比在0.4~1.0 间变化，选择最佳的颜基比。设定钛白粉与基料的比例P钛白粉/ B=k1，主要通过涂料的遮盖力及漆膜光泽的比较，来确定钛白粉的最佳用量。表1 在不同颜基比时白色聚氨酯面漆的配方

表1 列出了4 种配方方案，PVC 值可以按照公式（1）进行近似的计算：

颜料体积浓度（PVC）= 颜料及体质颜料的真体积/（成膜物质的真体积+颜料及体质颜料的真体积）（1）

各组分的密度（g/cm3）：ρ钛白粉≈ 4.2~4.3，ρ树脂≈1.03 ；根据70% 的羟基丙烯酸树脂的密度为1.03 g/cm3，其稀释溶剂二甲苯的密度为0.86 g/cm3，计算得到羟基丙烯酸树脂的密度为1.13 g/cm3 。配方1~4 的PVC计算如下：

①PVC=（35/4.2）/（35/4.2+70%×50/1.13）=21.2% ；

②PVC=（30.2/4.2）/（30.2/4.2+70%×54/1.13）=17.7% ；

③PVC=（24.4/4.2）/（24.4/4.2+70%×58/1.13）=13.9% ；

④PVC=（17.4/4.2）/（17.4/4.2+70%×62/1.13）=9.7% ；

配方1~4 以钛白粉为唯一的着色颜料，无填料，对于公式（1）可以进一步简化推理：

PVC=（P钛白粉/ρ钛白粉）/（B/ρ基料+P钛白粉/ρ钛白粉）

倒数形式，得到：

1/PVC=1+（ρ钛白粉/ρ基料）×（B/P钛白粉）（2）

设定y=1/PVC，即颜料体积浓度的倒数；x=B/P钛白粉，即颜基比的倒数；ρ 钛白粉/ρ 基料=3.7，为常数；

最终简化得到：

y=3.7x+1，为一次线型函数，x=0，计算得到y=1 ；其代表的含义为树脂的质量为0，颜料为1，因此颜料的颜料体积浓度为1，进一步证明这种推导是合理的。根据PVC 计算结果及一次线性函数取点（0，1）、（1，100/21.2）、（1 /0.8，100/17.7）、（1/0.6，100/13.9）及（1/0.4，100/9.7）作图，见图1。

《涂料化学》一书中介绍，CPVC=1/（1+OA×ρ/93.5），式中OA 为吸油量；ρ为颜料密度；93.5 是亚麻油的密度。试验测得金红石型钛白粉的吸油量为22 g/100 g ；由此计算白色聚氨酯面漆的CPVC：CPVC=1/（1+22×4.2/93.5）= 50.3%因此，当PVC=CPVC=50.3% 时，根据一次线性函数关系可以逆向计算得到P=55.1，B=14.9，P/B=3.69。通过公式计算，所得数据进一步证实PVC、CPVC 与P/B 相互关联性密切。比较可知：配方1~4的PVC

聚氨酯树脂

聚氨酯树脂 第一节 概 述 1937年，德国化学家Otto Bayer 及其同事用二或多异氰酸酯和多羟基化合物通过聚加成反应合成了线形、支化或交联型-聚合物，即聚氨酯，标志着聚氨酯的开发成功。其后的技术进步和产业化促进了聚氨酯科学和技术的快速发展。最初使用的是芳香族多异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯),60年代以来，又陆续开发出了脂肪族多异氰酸酯。聚氨酯树脂在涂料、黏合剂及弹性体行业取得了广泛、重要的应用。据有关文献报道，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 ，具有极大发展空间。 聚氨酯(polyurethane)大分子主链上含有许多氨基甲酸酯基( NH C O O )。它由二（或多）异氰酸酯、 二（或多）元醇与二（或多）元胺通过逐步聚合反应生成，除了氨基甲酸酯基(简称为氨酯基， NH C O O ) 外，大分子链上还往往含有醚基（ O ）、酯基（ C O O ）、脲基（ NH C O NH －）、 酰胺基（ NH C O ）等基团，因此大分子间很容易生成氢键。 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、行以及高新技术领域必不可少的材料之一，其本身已经构成了一个多品种、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。 第二节 聚氨酯化学 一、异氰酸酯的反应机理 异氰酸酯指结构中含有异氰酸酯（－NCO ，即-N==C==O ）基团的化合物,其化学活性适中。一般认为异氰酸酯基团具有如下的电子共振结构： R N C O O C N R O C N R 根据异氰酸酯基团中N 、C 、O 元素的电负性排序：O(3.5)>N(3.0)>C(2.5),三者获得电子的能力是：O ＞N ＞C 。另外：—C=O 键键能为733kJ/mol,-C=N-键键能为553kJ/mol,所以碳氧键比碳氮键稳定。 因此，由于诱导效应在-N=C=O 基团中氧原子电子云密度最高，氮原子次之，碳原子最低，碳原子形成亲电中心，易受亲核试剂进攻，而氧原子形成亲核中心。当异氰酸酯与醇、酚、胺等含活性氢的亲核试剂反应时，-N=C=O 基团中的氧原子接受氢原子形成羟基，但不饱和碳原子上的羟基不稳定，经过分子内重排生成氨基甲酸酯基。反应如下： 二、异氰酸酯的反应 异氰酸酯基团具有适中的反应活性，涂料化学中常用的反应有异氰酸酯基团与羟基的反应，与水的反应，与胺基的反应，与脲的反应，以及其自聚反应等。 其中多异氰酸酯同羟基化合物的反应尤为重要，其反应条件温和，可用于合成聚氨酯预聚体、多异氰 R 1N H OR 2[R 1N C OR 2OH]R 1N H C O OR 2 C O +

聚氨酯涂膜防水施工

聚氨酯涂膜防水施工 一、材料及构配件 1、材料要求 （1）聚氨酯涂膜防水材料（双组份），应有出厂合格证，应经复试合格后使用。 （2）甲组份是以聚醚树脂和二异氰酸酯等原料，经过聚合及反应制成的含有端异氰酸酯基的聚氨基甲酸酯预聚物，外观为浅黄粘稠状，桶装，每桶20kg 。 （3）乙组份是由固化剂、促进剂、增韧剂、防霉剂、填充剂和稀剂等混合加工制成，外观有红、黑、白、黄及咖啡色等，膏状物，桶装，每桶40kg 。 2、主要机具 一般应备有电动搅拌器（功率、搅拌桶（容积10L），油漆桶（3L）、塑料或橡胶刮板、滚动刷、油漆刷、弹簧秤、干粉灭火器等。 3、作业条件 （1）涂刷防水层的基层表面，必须将尘土、杂物等清扫干净，表面残留的灰浆硬块和突出部分应铲平、扫净，抹灰、压不，阴阳角处应抹成圆弧或钝角。 （2）涂刷防水层的基层表面应保持干燥，并要平整、牢固，不得有空鼓、开裂及起砂等缺陷。 （3）在找平层接地漏、管根、出水口、卫生洁具根部（边沿），要收头圆滑。坡度符合设计 要求，部件必须安装牢固，嵌封严密。经过验收。 （4）突出地面的管根、地漏、排水口、阴阳角等细部，应先做好附加层增补处理，刷完聚氨酯底胶后，经检查并办完隐蔽工程验收。 （5）防水层所用的各类材料，基层处理剂、二甲苯等均属易燃物品，储存和保管要远离火源，施工操作时，应严禁烟火。 （6 ）防水层施工不得在雨天、大风天进行，冬期施工的环境温度应不低于5C。 二、操作工艺 1、工艺流程 清理基层表面T细部处理T配制底胶T涂刷底胶（相当于冷底子油）T细部附中层施工T第 一遍涂膜T第二遍涂膜T第三遍涂膜防水层施工T防水层 一次试水T保护层饰面层施工T防水层二次试水T防水层验收 2、施工方法 （1）防水层施工前，应将基层表面的尘土等杂物清除干净，并用干净的湿布擦一次。 （2）涂刷防水层的基层表面，不得有凸凹不平、松动、空鼓、起砂、开裂等缺陷，含水率 一般不大于9%。 （3）涂刷底胶（相当于冷底子油）：配制底胶，先将聚氨酯甲料、乙料加入二甲苯，比例为1::2（重量比）配合搅拌均匀，配制量应视具体情况定，不宜过多。

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橡胶配方大全 橡胶配方设计的原则 橡胶配方设计的原则可以概况如下： 1、保证硫化胶具有指定的技术性能，使产品优质； 2、在胶料和产品制造过程中加工工艺性能良好，使产品达到高产； 3、成本低、价格便宜； 4、所用的生胶、聚合物和各种原材料容易得到； 5、劳动生产率高，在加工制造过程中能耗少； 6、符合环境保护及卫生要求； 任何一个橡胶配方都不可能在所有性能指标上达到全优。在许多情况下，配方设计应遵循如下设计原则： ①在不降低质量的情况下，降低胶料的成本； ②在不提高胶料成本的情况下，提高产品质量。要使橡胶制品的性能、成本和加工工艺可行性三方面取得最佳的综合平衡。用最少物质消耗、最短时间、最小工作量，通过科学的配方设计方法，掌握原材料配合的内在规律，设计出实用配方。 橡胶配方的表示形式 天然橡胶(NR)基础配方

注：硫化时间为140℃×10min，20min，40min，80min。NBS为美国国家标准局编写 丁苯橡胶(SBR)基础配方 Phr指每百质量份橡胶的分量数 注：硫化时间为145℃×25min，35min，50min 氯丁橡胶(CR)基础配方 注：硫化时间为150℃×15min，30min，60min 丁基橡胶(IIR)基础配方

注：硫化时间为150℃×20min ， 40min ，80min ；150℃×25min ，50min ，100min 丁腈橡胶（NBR ）基础配方 注：硫化时间为150℃×10min ， 20min ，80min 顺丁橡胶(BR)基础配方 注：硫化时间为145℃×25min ，35min ，50min 异戊橡胶（IR ）基础配方

水性聚氨酯的分类

水性聚氨酯的分类 由于聚氨酯原料和配方的多样性，水性聚氨酯开发40年左右的时间，人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多，可以按多种方法分类。 1．以外观分 水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液，本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外观分类如表5所示。 表5 水性聚氨酯形态分类 2.按使用形式分 水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用，或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能，必须添加交联剂；或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能，在这些情况中，水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。 3．以亲水性基团的性质分 根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团，即是否属离子键聚合物(离聚物)，水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物型水性聚氨酯。 (1)阴离子型水性聚氨酯又可细分为磺酸型、羧酸型，以侧链含离子基团的居多。大多数水性聚氨酯以含羧基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人羧基离子及磺酸离子。 (2)阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有铵离子(一般为季铵离子)或锍离子的水性聚氨酯，绝大多数情况是季铵阳离子。而主链含铵离子的水性聚氨酯的制备一般以采用含叔胺基团扩链剂为主，叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用，形成亲水的铵离子。还可通过含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷及酸反应而形成铵离子。 (3)非离子型水性聚氨酯，即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有：①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化；②制成分子中含有非离子型亲水性链段或亲水性基团，亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯，亲水性基团一般是羟甲基。 (4)混合型聚氨酯树脂分子结构中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。 4．以聚氨酯原料分 按主要低聚物多元醇类型可分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等，分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合以聚氨酯的异氰酸酯原料分，可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分，如TDI型、HDI型，等等。 5．按聚氨酯树脂的整体结构划分 (1)按原料及结构可分为聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯

水性聚氨酯配制方法

1.低聚物多元醇：聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚三醇、聚丁二烯二二醇、丙烯酸酯多元醇等 水性聚氨酯胶粘剂制备中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多，有时还使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品种低聚物多元醇。聚醚型聚氨酯低温柔顺性好，耐水性较好，且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的价格比聚酯二醇低，因此，我国的水性聚氨酯研制开发大多以聚氧化丙烯二醇为主要低聚物多元醇原料。由聚四氢呋喃醚二醇制得的聚氨酯机械强度及耐水解性均较好，惟其价格较高，限制了它的广泛应用。 聚酯型聚氨酯强度高、粘接力好，但由于聚酯本身的耐水解性能比聚醚差，故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其贮存稳定期较短。但通过采用耐水解性聚酯多元醇，可以提高水性聚氨酯胶粘剂的耐水解性。国外的聚氨酯乳液胶粘剂及涂料的主流产品是聚酯型的。脂肪族非规整结构聚酯的柔顺性也较好，规整结构的结晶性聚酯二醇制备的单组分聚氨酯乳液胶粘剂，胶层经热活化粘接，初始强度较高。而芳香族聚酯多元醇制成的水性聚氨酯对金属、RET等材料的粘接力高，内聚强度大。 其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯胶粘剂的制备。聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐热性好，易结晶，由于价格高，限制了它的广泛应用。 2.异氰酸酯:TDI、MDI、IPDI、HDI等 制备聚氨酯乳液常用的二异氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二异氰酸酯，以及TDI、MDI、HDI：MDI等脂肪族、脂环族二异氰酸酯。由脂肪族或脂环族二异氰酸酯制成的聚氨酯，耐水解性比芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯好，因而水性聚氨酯产品的贮存稳定性好。国外高品质的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂环族异氰酸酯原料制成，而我国受原料品种及价格的限制，大多数仅用TDI为二异氰酸酯原料。 多亚甲基多苯基多异氰酸酯一般用于制备乙烯基聚氨酯乳液和异氰酸酯乳液。 3．扩链剂：1，4—丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等 水性聚氨酯制备中常常使用扩链剂，其中可引入离子基团的亲水性扩链剂有多种，除了这类特种扩链剂外，经常还使用1，4—丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、己二醇、乙二胺、二亚乙基三胺等扩链剂。由于胺与异氰酸酯的反应活性比水高，可将二胺扩链剂混合于水中或制成酮亚胺，在乳化分散的同时进行扩链反应。 4．水：蒸馏水、离子水 水是水性聚氨酯胶粘剂的主要介质，为了防止自来水中的Ca2+、寸+等杂质对阴离子型水性聚氨酯稳定性的影响，用于制备水性聚氨酯胶粘剂的水一般是蒸馏水或去离子水。除了用作聚氨酯的溶剂或分散介质，水还是重要的反应性原料，合成水性聚氨酯目前以预聚体法为主，在聚氨酯预聚体分散与水的同时，水也参与扩链。由于水或二胺的扩链，实际上大多数水性聚氨酯是聚氨酯—脲乳液(分散液)，聚氨酯—脲比纯聚氨酯有更大的内聚力和粘接力，脲键的耐水性比氨酯键好。

聚氨酯分散体

1.为什么使用聚氨酯分散体？ 水性聚氨酯分散体（PUDs）含有极低或不含任何挥发性有机物（VOC），而且为配方设计师提供了多种减少和消除溶剂配方的选择。同时这种基于聚氨酯分散体技术的配方也符合许多国家和地区日益严格的环境法规。 向聚氨酯分散体技术的转型不会影响传统配方的技术性能，因为聚氨酯分散体也能满足传统配方绝大部分的技术要求。 聚氨酯分散体为何如此独特 低溶剂用量（或者在很多种情况不含溶剂） 气味小 分子量大，粘度低 单组分（1K）应用可有多种选择 低温干燥 优异的聚氨酯性能 聚氨酯分散体，在木器、水泥、金属、塑料、纸张、纺织品和橡胶以及其它高性能基材上具有卓越的涂覆性和附着性。 2.环保解决方案 此挥发性有机物（VOCs）在涂料工业上的大量使用，让人们越来越关注这些物质对环境造成的影响。许多国家和地区的环境权威部门已经加强对VOC水平的限制，同时制定法律限制某些溶剂（如NMP）的使用。这些限制希望在将来变得会越来越严格。 配方设计师们目前所面临的挑战就是在不降低技术性能，并保证产量的基础上，开发出可替换的分散体体系。 水性的聚氨酯分散体为这种严苛的问题提供了解决方案。Bayhydrol?、Baybond? 和Impranil?等系列分散体产品，可以被用来调制1K 或2K的高性能且对环境友好的聚氨酯涂料。 a）低气味配方 传统上，大多数传统涂料含有极高的VOCs(挥发性有机物)，导致在使用时散发出强烈的溶剂气味。这些VOCs不仅使空气质量变差，而且还有可能造成对健康环境的潜在危害。如今，替代的生产技术和原材料可以开发出低VOC甚至无VOC的涂料体系，这样就可充分限制有害气味的散发。

聚氨酯树脂及其涂料_

含氟聚合物及其涂料 201606001具有良好机械性能和热性能的微孔透气膨胀型聚四氟乙烯复合物：US20160075914[美国专利公开]/美国：W.L.Gore &Associates,Inc.(Dutta,Anit 等).-2016.03.17.-18页.-2014/14484392(2014.09.12) 涉及了多孔透气膨胀型聚四氟乙烯（PTFE ）复合物 的制备。该复合物在微观结构上的纤维及其结节包覆了聚合物，既保持微孔结构又增强了其机械性能。聚合物的用量为复合物总量的3%~25%。聚合物的耐温性能赋予复合物在温度≤300℃条件下的收缩率≤10%，透气性测试（按日本工业标准Gurley ）结果显示为≤500s 。 201606002一种低VOC 高固体分氟聚物及其涂料的制备：WO201640525[国际专利申请]/美国：Honeywell International Inc.(Jiang,Wanchao 等).-2016.03.17.-49 页.-US2014/62047959(2014.09.09) 本专利旨在涂装过程中减少VOC 排放。涂料中含有VOC 类化合物以及至少一种氟聚物。该氟聚物由3种单体经共聚反应制得。第一种单体为氢化氟烯烃类单体，第二种单体为乙烯基酯，第三种单体为乙烯基醚，且至少部分上述乙烯基醚单体为羟基乙烯基醚。涂料中的氟聚物含量≥70%，VOC 类化合物含量＜30%。 聚氨酯树脂及其涂料 201606003由棉籽和卡兰贾树油制备的环境友好型聚氨酯涂料及其性能研究[刊，英]/Gaikwad,Mandar S.等//Progress in Organic Coatings.-2015,86.-164~172 采用环氧化植物油和聚（乙二醇）(PEG)，通过缩聚 反应合成了一系列新型聚酯多元醇。从自然资源即卡兰贾树（水黄皮）、棉籽(木本棉)获得的植物油，经环境友好的工艺环氧化后，进一步与PEG 反应，制备多元醇。PEG 的相对分子质量为200~600g/mol 。制得的聚酯多 元醇采用光谱分析进行表征。环境友好型聚氨酯由二戊烯合成的聚酯多元醇和取代传统二甲苯的绿色溶剂 等组分制得。该聚氨酯具有不同的理化性能和热性能。本研究还评估了其涂膜性能，如光泽、硬度、冲击性能、附着力和柔韧性，结果表明，该聚氨酯适用于工业涂料的制备。 201606004用于功能性聚氨酯复合材料的生物基石墨纳米粒子锚定的二氧化硅纳米粒子杂化材料及其合成方法[刊，英]/Gaddam,Rohit Ranganathan 等//Progress in Organic Coatings.-2015,87.-45~51 采用生物基石墨纳米粒子锚定的二氧化硅纳米粒 子杂化材料，以简易方法制备了功能性聚氨酯涂层。即将3-氨丙基三乙氧基硅烷与二氧化硅纳米粒子反应，使粒子表面带上氨基基团，然后进一步与樟脑煅烧获得的羧基封端的石墨纳米粒子反应。通过电子显微图像和其他光谱技术证实了杂化结构的生成。红外光谱测量结果显示，碳-二氧化硅纳米杂化结构通过酰胺键成功建立。合成的杂化材料按不同质量分数分散于聚醚多元醇中，然后与二异氰酸酯反应，制得聚氨酯纳米复合材料。碳-二氧化硅纳米杂化材料中未反应的氨基基团的引入有利于脲键的生成，能使杂化材料在聚合物基料中形成稳定的分散体。由于纳米微粒的引入，制得的聚氨酯复合材料具有特殊的物理-化学性能，而且，该复合材料还具有形状恢复能力。研究指出，在60℃下，涂膜的这种形状恢复能力与纳米材料含量的增加具有对应关系。研究还指出，将纯的和引入1.5%碳-二氧化硅纳米杂化材料的两种聚氨酯复合材料进行比较，发现室温下储存模量由183MPa 提高至432MPa 。 201606005环保型水性聚氨酯涂料的研究进展[刊，英]/Noreen,Aqdas 等//Korean Journal of Chemical Engineer? ing.-2016,33(2).-388~400 环保型水性聚氨酯涂料（WPU ）由于其较溶剂型涂 料更低的VOC 排放，得到广泛的应用。而且，WPU 具有优异的低温柔韧性、pH 稳定性、耐水性、耐溶剂性、耐候性、机械性能等。本文综述了WPU 涂料的最新研究进展以及在涂料行业中的新应用。UV 固化WPU 涂料由于其卓越的机械性能和快速固化性能在环保涂料品种中占据重要地位； 超支化聚氨酯树脂的官能度高，具有良好的综合性能，如溶解性高、活性强、流变性能好，而

聚氨脂防水做法

聚氨脂防水做法 2.1 材料及要求 2.1.1 聚氨酯防水涂料，应具有出厂合格证及厂家产品的认证文件，并复验以下技术性能。 聚氨酯防水涂料，以甲组份及乙组份桶装出厂；甲组份：异氰酸基含量以3.5±0.2%为宜。 乙组份：羟基含量以0.7±0.1%为宜。 两组份材料应分别保管，存放在室内通风干燥处，贮期甲组份为6个月，乙组份为12个月，使用时甲组份和乙组份料按1∶1的比例配合，形成聚氨酯防水涂料，技术性能指标如下： 固体含量：≥93% 抗拉强度：≥0.6MPa 延伸率：≥300% 低温柔度：在-20℃绕φ20mm圆棒无裂纹 耐热度： 80℃不流淌 不透水性： >0.2MPa 干燥时间： 1～6h 2.1.2 辅助材料： 2.2 主要机具： 2.2.1 电动机具：电动搅拌器。 2.2.2 手用工具：搅拌桶、小铁桶、小平铲、塑料或橡胶刮板、滚动刷、毛刷、弹簧秤、消防器材等。 2.3 作业条件： 2.3.1 地下防水层聚氨酯防水涂料冷作业施工，在地下水位较高的条件下涂刷防水层前，应先降低地下水位，做好排水处理，使地下水位降至防水层操作标高以下300mm，并保持到防水层施工完。 2.3.2 涂刷防水层的基层应按设计抹好找平层，要求抹平、压光、坚实平整，不起砂，含水率低于9%，阴阳角处应抹成圆弧角。 2.3.3 涂刷防水层前应将涂刷面上的尘土、杂物，残留的灰浆硬块，有突出的部分处理、清扫干净。 2.3.4 涂刷聚氨酯不得在淋雨的条件下施工，施工的环境温度不应低于5℃，操作时严禁烟火。 3.1 工艺流程： 基层清理→涂刷底胶→涂膜防水层施工→做保护层 3.2 基层处理：涂刷防水层施工前，先将基层表面的杂物、砂浆硬块等清扫干净，并用干净的湿布擦一次，经检查基层无不平、空裂，起砂等缺陷，方可进行下道工序。 3.3 涂刷底胶（相当于冷底子油）： 3.3.1 底胶（基层处理剂）配制：先将聚氨酯甲料、乙料和二甲苯以1∶1.5∶2的比例（重量比）配合搅拌均匀，配好的料在2h内用完。 3.3.2 底胶涂刷：将配制好的底胶料，用长把滚刷均匀涂刷在基层表面，涂刷量为0.3kg/m2左右，涂刷后约4h手感不粘时，即可做下道工序。 3.4 涂膜防水层施工： 3.4.1 材料配制：聚氨酯按甲料、乙料和二甲苯以1∶1.5∶0.3的比例（重量比）配合，用电动搅拌器强制搅拌3～5min，至充分拌合均匀即可使用。配好的混合料应2h内用完，不可时间过长。 3.4.2 附加涂膜层：穿过墙、顶、地的管根部，地漏、排水口、阴阳角，变形缝并薄弱部位，应在涂膜层大面积施工前，先做好上述部位的增强涂层（附加层）。 附加涂层做法：是在涂膜附加层中铺设玻璃纤维布，涂膜操作时用板刷刮涂料驱除气泡，将玻璃纤维布紧密地粘贴在基层上，阴阳角部位一般为条形，管根为块形，三面角，应裁成块形布铺设，可多次涂刷涂膜。 3.4.3 涂刷第一道涂膜：在前一道涂膜加固层的材料固化并干燥后，应先检查其附加层部位有无残留的气孔或气泡，如没有，即可涂刷第一层涂膜；如有气孔或气泡，则应用橡胶刮板将混合料用力压入气孔，局部再刷涂膜，然后进行第一层涂膜施工。 涂刮第一层聚氨酯涂膜防水材料，可用塑料或橡皮刮板均匀涂刮，力求厚度一致，在1.5mm左右，即用量为1.5kg/m2。 3.4.4 涂刮第二道涂膜：第一道涂膜固化后，即可在其上均匀地涂刮第二道涂膜，涂刮方向应与第一道的涂刮方向相垂直，涂刮第二道与第一道相间隔的时间一般不小于24h，亦不大于72h。

2020年(塑料橡胶材料)橡胶配方设计与性能的关系

（塑料橡胶材料）橡胶配方设计与性能的关系

橡胶配方设计和性能的关系 一、橡胶配方设计和硫化橡胶物理性能的关系 （一）拉伸强度 拉伸强度表征硫化橡胶能够抵抗拉伸破坏的极限能力。虽然绝大多数橡胶制品在使用条件下，不会发生比原来长度大几倍的形变，但许多橡胶制品的实际使用寿命和拉伸强度有较好的相关性。 研究高聚物断裂强度的结果表明，大分子的主价健、分子间的作用力（次价健）以及大分子链的柔性、松弛过程等是决定高聚物拉伸强度的内在因素。 下面从各个配合体系来讨论提高拉伸强度的方法。 1．橡胶结构和拉伸强度的关系 相对分子质量为（3.0~3.5）×105的生胶，对保证较高的拉伸强度有利。 主链上有极性取代基时，会使分子间的作用力增加，拉伸强度也随之提高。例如丁腈橡胶随丙烯腈含量增加，拉伸强度随之增大。 随结晶度提高，分子排列会更加紧密有序，使孔隙和微观缺陷减少，分子间作用力增强，大分子链段运动较为困难，从而使拉伸强度提高。橡胶分子链取向后，和分子链平行方向的拉伸强度增加。 2．硫化体系和拉伸强度的关系 欲获得较高的拉伸强度必须使交联密度适度，即交联剂的用量要适宜。 交联键类型和硫化橡胶拉伸强度的关系，按下列顺序递减：离子键＞多硫键＞双硫键＞单硫键＞碳-碳键。拉伸强度随交联键键能增加而减小，因为键能较小的弱键，在应力状态下能起到释放应力的作用，减轻应力集中的程度，使交联网链能均匀地承受较大的应力。 3．补强填充体系和拉伸强度的关系 补强剂的最佳用量和补强剂的性质、胶种以及配方中的其他组分有关：例如炭黑的粒径

越小，表面活性越大，达到最大拉伸强度时的用量趋于减少；软质橡胶的炭黑用量在40~60份时，硫化胶的拉伸强度较好。 4．增塑体系和拉伸强度的关系 总地来说，软化剂用量超过5份时，就会使硫化胶的拉伸强度降低。对非极性的不饱和橡胶（如NR、IR、SBR、BR），芳烃油对其硫化胶的拉伸强度影响较小；石蜡油对它则有不良的影响；环烷油的影响介于俩者之间。对不饱和度很低的非极性橡胶如EPDM、IIR，最好使用不饱和度低的石蜡油和环烷油。对极性不饱和橡胶（如NBR，CR），最好采用酯类和芳烃油软化剂。 为提高硫化胶的拉伸强度，选用古马隆树脂、苯乙烯-茚树脂、高分子低聚物以及高黏度的油更有利壹些。 5．提高硫化胶拉伸强度的其他方法 （1）橡胶和某些树脂共混改性例如NR/PE共混、NBR/PVC共混、EPDM/PP共混等均可提高共混胶的拉伸强度。 （2）橡胶的化学改性通过改性剂在橡胶分子之间或橡胶和填料之间生成化学键和吸附键，以提高硫化胶的拉伸强度。 （3）填料表面改性使用表面活性、偶联剂对填料表面进行处理，以改善填料和橡胶大分子间的界面亲和力，不仅有助于填料的分散，而且能够改善硫化胶的力学性能。 （二）定伸应力和硬度 定伸应力和硬度都是表征硫化橡胶刚度的重要指标，俩者均表征硫化胶产生壹定形变所需要的力。定伸应力和较大的拉伸形变有关，而硬度和较小的压缩形变有关。 1．橡胶分子结构和定伸应力的关系 橡胶分子量越大，游离末端越少，有效链数越多，定伸应力也越大。

水性油漆配方

本帖最后由POD ER 于2009-5-28 21:23 编辑 配方介绍: 此水性漆配方以水性聚氨酯分散体和丙烯酸酯乳液为主要原料，适用于木器表漆和塑料。成膜后为全哑光清漆。用此配方开发的产品有成本的优势。 原料代码投料数量 1 华津思R4188 50.00 2 华津思HD1902 15.00 3 纯水7.22 4 DPnB 3.00 5 DPM 2.50 6 PA30 0.50 7 BYK028 0.43 8 BYK346 0.10 9 TS-100 2.60 10 Glide 440 0.26 11 RM-2020 0.10 12 RM-8W 0.10 13 95%乙醇 4.78 14 纯水13.48 总计100 注释: 华津思R4188: 水性聚氨酯分散体. 华津思HD1902: 华津思丙烯酸酯乳液. DPnB: 二丙二醇丁醚. 美国陶氏化学. DPM: 二丙二醇甲醚. 美国陶氏化学. PA30: 分散剂。巴斯夫 BYK028：消泡剂BYK BYK346: 润湿剂BYK TS-100: 消光粉迪高 Glide 440: 流平剂 RM-2020：罗门哈斯增稠剂，非离子聚氨酯 RM-8W：罗门哈斯增稠剂，非离子聚氨酯 调配方法： 1. 依次投入1、2、3，开机400-600转/分钟，搅拌均匀10分钟。 2. 在400-600转/分钟速度状态下再加入4、5, 搅拌均匀10分钟。 3. 再加入6，7，8 在800-1000转/分钟速度高速分散10分钟。 4. 再加入9，在1000-1500转/分钟速度分散分钟。 5. 再加入10，在600-800转/分钟速度搅拌均匀5分钟。 6. 将11和12，先用13兑稀均匀, 然后慢慢加入以上溶液,在400-600转/分钟速度搅均10-15分钟。

涂料配方

知识点 1. 涂料：是指用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化在物体表面后形成美观而有一定强度的连续性保护膜，或者形成具有某种特殊功能的涂膜的一类精细化工产品。 2. 颜料的组成：1）成膜物质：组成涂料的基础，又称为基料，是使涂料牢固附着于被涂物件表面上形成连续薄膜并黏结涂料中企图组分的主要物质，对涂料和涂膜的性质起决定性作用。2）颜料：是一种微细的粉末状的有色物质，在使用过程中一般不溶于它所分散的介质，而始终以原来的晶体状态存在，因此它不能离开主要成膜物质（基料）而单独构成涂膜，称次要成膜物质。3）助剂：也称为涂料的辅助材料组分，不能单独成膜，而是在涂料成膜后作为涂膜中的一个组分存在。4）溶剂：是不包括无极溶剂涂料在内的各种液态涂料中所含有的，为使这些类型液态涂料完成施工过程所必需的一类组分。 3. 涂料配方设计：是指根据基材，涂装目的，涂膜性能，使用环境，施工环境等进行涂料各组分的选择并确定相对比例，并在此基础上提出合理的生产工艺，施工工艺和固化方式。涂料配方设计的关键：根据涂层性能和环境的要求合理地选择树脂，填料，颜料，溶剂及助剂。 4. 涂料配方设计的几种形式： 1）原材料更换 2）成本降低 3）产品改进 4）新产品开发 5）新原材料的使用 6）新技术 5. 聚酯树脂的性质： 6. 涂料体系选择的一般性原则： 1）涂料性能——耐磨性，柔软性，保光保色性，温度范围，干燥时间，防霉性，外观，耐水耐油性，润湿性。 2）被涂物件的材质（水，混凝土，钢，塑料，存在旧涂层等）。 3）涂料赋予的基本功能——防变质，防火，温度控制，标记，外观。 4）可使用性（表面处理及涂料使用设备工具）。 5）环境因素——温度，湿度，与化学药品接触，辐射，生物问题。 6）成本 7. 涂料体系选择的主要因素： 1）基材 2）环境因素 3）表面处理 4）涂料的性能因素 8. 涂料中常用的助剂：脂肪烃，脂环烃，芳香烃，萜烯烃和萜类化合物，氯化烃，醇类，酮类，酯类，醇醚类，其他助剂 9. 涂料中溶剂的选择： 1）涂料中溶剂的组成 2）涂料中溶剂的作用 3）涂料中溶剂选择的原则：①极性相似原则——即极性相近的物质可以互溶，可根据物质的极性，初步确定选择什么溶剂。②溶剂化原则——指高分子链段和溶剂分子间的作用力，它使溶剂将高分子链段分离开。③溶解度参数相近原则——溶解参数可作为选择溶剂的参考指标。④确定适当的溶剂挥发速率——溶剂是挥发性液体，在施工过程中首先接触到的是涂层干燥快慢问题，这和溶剂的挥发速率有关。⑤溶剂平衡——溶剂的挥发应均衡，真溶剂，助剂及稀释剂的比例平衡。 10. 体质颜料（亦称填料）的种类：主要是碱土金属盐类，硅酸盐类和铝镁等轻金属盐类。有：碳酸钙，镁颜料，硫酸钡，硅藻石，云母，高岭土，硅藻土，石英，石膏。 11. 选择颜料的几个因素：1）颜料的色彩 2）颜料的粒径 3）颜料的分散性 4）颜料的遮盖力 12.润湿分散剂的原理：润湿剂主要是降低物质的表面张力，其分子量较小。分散剂是吸附在颜料的表面上产生电荷斥力或空间位阻，防止颜料产生有害絮凝，使分散体系处于稳定状态，一般分子量较大。 作用机理：可以与无机颜料通过极性基间的相互作用，牢固的吸附在颜料粒子的表面上，还能电离带电产生静电吸附。该类分散剂的极性基吸附在颜料粒子的表面上，另一端朝向分散介质中伸展，产生位阻作用。 13.粉末涂料的组成：成膜物质，颜料和填料，助剂，载体。 14. 溶剂的作用：溶解作用——主要是溶解或稀释高粘度的成膜物质；调节作用——调节由成膜物质和颜料组成的复合体系的粘度和流变性能；其他作用。 15. 反应性溶剂（活性稀释剂）：一种既能溶解或分散成膜物质，又能在涂料成膜过程中和成膜物质发生化学反应，形成不挥发组分而留在涂膜中的化合物。 16. 溶剂挥发的描述（汉森“两阶段挥发”理论）：“湿”阶段——决定于溶剂本身的挥发度，可依据溶剂相对挥发速率来判断溶剂挥发快慢；“干”阶段——决定于溶剂在涂层中的扩散速度。

热熔胶配方共混的配方设计

热熔胶配方共混的配方设计 热熔胶是由主体聚合物、增粘树脂、黏度调节剂、填料及抗氧剂等几部分构成的。作为热熔胶主成分的化合物应满足以下要求：加热时能很快熔融;长时间或局部加热不会发生氧化、分解或变质;其熔融黏度的变化应有规律可循;冷却后粘接处应保持足够的柔软性和粘接强度。其中以EV A(乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物)为主成分的热熔胶目前市场占有率最大(约50%)，其次是以热塑性弹性体中的SBS(苯乙烯- 丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物)、SIS( 苯乙烯- 异戊二烯- 苯乙烯嵌段共聚物)、SEBS(苯乙烯- 乙烯- 丁烯- 苯乙烯嵌段共聚物)、SEPS(苯乙烯- 乙烯- 丙烯- 苯乙嵌段共聚物)等为主成分的热熔胶，约占市场份额的30%。另外还有以热塑性聚酯、聚酰胺、聚氨酯为主成分的热熔胶，它们所占市场比例较小。 近年来热熔胶的发展动向主要是拓宽其应用范围，提高附加值。如开发反应型热熔胶、水溶性热熔胶、溶剂型热熔胶、水敏性热熔胶、可生物降解热熔胶及热熔压敏胶等以满足不同的市场需求。传统的聚合物主体树脂已无法满足这些要求，虽然加入各种助剂可以改善某方面的性能，但同时也会削弱其他性能，所以对基体树脂进行改性就显得尤为必要。由于热熔胶的生产就是一个高分子聚合物调配共混的过程，仅以大量实验为基础获得的配方不一定就是最佳配方，还会耗费大量材料和时间，影响开发进度。因此将聚合物的共混理论应用于热熔胶目前大多数热熔胶的制备是应用物理方法进行熔体共混，即将聚合物加热到其黏流温度以上分解温度以下，使其呈良好的熔融流动状态，通过外力场(主要是剪切力)作用实现共混。但受共混组分各自加工特性限制，如果各组分间黏度、加工温度等相差过大，则难以达到预期效果。现在许多新型热熔胶中普遍采用的是化学共混方法，即在共混过程中使组分间发生化学反应，或者利用组分间化学反应来控制聚合物分散程度，如反应性共混、互穿聚合物网络(IPN)等。 反应性共混是指在共混过程中加入活性单体、催化剂(引发剂)进行原位复合，在共混物组分中形成接枝或嵌段，从而改善其与某些材料之间的亲和性。例如在聚乙烯中引入极性的马来酸酐单进行接枝共聚，可明显改善其粘接性能。 文献报道未接枝聚乙烯热熔胶胶接碳钢的剪切强度为0. 2 MPa，接枝率0. 06%的南京塑泰聚乙烯热熔胶胶接碳钢时，其剪切强度为1. 24 MPa，当接枝

水性聚氨酯

水性聚氨酯涂料 摘要：本文介绍了水性聚氨酯涂料的组成、结构以及特性，然后讲述了水性聚氨酯的应用，最后展望了该涂料的发展趋势。 关键词：水性聚氨酯，组成，特性应用，展望 水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液, 水分散液和水乳液, 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, 其粒径小于0.1 nm, 具有较好的分散稳定性, 不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯的一些优良性能, 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。水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好等优点与水性涂料的低VOC含量相结合，符合发展涂料工业的“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） 1 聚氨酯防水涂料的组成、结构 1.1 组成 目前我国市场上双组分聚氨酯防水涂料的预聚体组分(常称甲组分), 其组成相差不大, 基本上都以甲苯二异氰酸(TDI)与聚醚多元醇(简称聚醚)的多种型号混合物加成聚合而成(又称逐步聚合, 它既不是缩合, 也有别于聚合)。为获得合理的抗拉强度和延伸率, 预聚体的- NCO质量分数w-NCO 值应该控制在4%～5%.由于不少生产企业在选材、设备及工艺控制上还达不到反应的严格要求, 反应最终产物的游离TDI 含量w-NCO 在0.5%以上( 优良的反应在0.1%以下), 故这些厂家预聚体的w-NCO 实际控制在(5 土O.5)%左右, 产品组分的差异多数发生在乙组分的组成上:主剂分别采用与一NCO 反应的聚醚、含芳香烃的焦油类物质或带有结晶水的无机化合物及它们的混合物; 助剂有固化剂摩卡(MOCA), 它具有对称的芳环结构及邻位氯原子, 前者的刚性以及与其它基团反应生成的脲键的极性吸引力使聚氨酯具有很高的机械强度,后者的空间位阻和吸电子效应降低了胺基的反应速率, 使双组分涂料有足够的施工时间;增塑剂二丁酯、蒽油类可调整产品的抗拉强度及延伸率;填料不仅可以降低成本, 而且可以改善产品的高低温性能、施工性及储存稳定性;有的产品还加人催化剂以提高冬季成膜性。由此可见, 我国目前商品聚氨酯防水涂料的质量主要取决于乙组分的组成。 1.2 结构及其与老化的关系 聚氨酯的- NCO 基虽然可以与很多活泼基团反应, 但对于防水涂料而言, 具有应用价值的以含有- OH.- NH2 活泼基团的物质为主。聚氨酯分子结构中除氨酯键外, 还存在原料引人的醚键、酯键、不饱和双键基团及反应可能形成的脲基、缩二脲、脲基甲酸酯等链节。化学结构上的差异势必反映在性能上: 1)芳香族氨酯键裂解温度低, 例如酚封闭的芳香族氨酯键裂解温度仅120℃, 而醇封闭的脂肪族氨酯键裂解温度可达250℃, 这就是聚醚聚氨酯防水膜可以作非外露型防水材料的主要原因; 2)芳香族氨酯键遇胺转化为脲, 性脆而延性差; 3)芳香族氨酯键遇醇而醇解, 进一步受紫外线照射或受热会分解; 4)芳香族氨酯键的抗碱性大大低于脂肪族氨酯键, 而目前的建筑物基层以水泥为主, 这对芳香族氨酯键是不利的。由于煤焦油中的活泼氢基本上都以芳香族基团出现, 故焦油聚氨酯防水涂料的抗老化性极差是由先天性的缺陷所造成的。

聚氨酯涂料常用助剂种类

聚氨酯涂料常用助剂种类 涂料用的助剂不是成膜物质，而是涂料配方中用量很少（一般在千分之几或更少），并能显著改善涂料性能的一种化学物质。在现代涂料的生产和应用中起着越来越重要的作用。在聚氨酯涂料中使用的助剂很多，其作用在于：（1）改善聚氨酯涂料的生产工艺；（2）提高聚氨酯涂料的贮存稳定性；（3）改进聚氨酯涂料的施工性能；（4）改善涂膜的使用性能。总之，采用不同的助剂可赋予聚氨酯涂料不同的性能，用以解决聚氨酯涂料生产、贮存、施工和应用中遇到各种问题，有助于将聚氨酯涂料的生产和应用提高到一个崭新的水平。本文列举了集中聚氨酯涂料常用的助剂，并对它们做了详细的介绍。 1.催化剂 在聚氨酯涂料的制造和固化成膜过程中都需要使用催化剂，因此催化剂的选择和使用，在聚氨酯涂料中具有特别重要的意义。用于加速异氰酸酯基和含活性氢化合物反应的催化剂主要有如下两类： （1）胺类催化剂，如二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、己-二胺、二乙醇胺、三乙胺、4,4-二氨基-3,3-二氨二苯基甲烷（MOCA），二氮二杂环辛烷等。 （2）金属盐类。最常用的是二月桂酸二丁基锡、辛酸锌、环烷酸锌等。 催化剂的用量视聚氨酯涂料的品种、反应温度、催化剂的类型之不同而异，一般在0.03-0.1%之间。 用于异氰酸醋的二聚或三聚成环反应的催化剂，必须是具有亲核特性的化合物，如吡啶、甲醇钠、三乙基膦、三丁基膦；金属有机化合物，如烷基锡、二茂铁、碱金属的醋酸盐、草酸盐等均可作为异氰酸酯自聚或共聚的催化剂，以有机膦化合物和有机锡化合物最为有效。 2.紫外吸收剂和抗氧剂 紫外光吸收剂是能吸收紫外光，并将所吸收的能量转化为无害能量（如热能）的一种功能性化合物。例如二苯甲酮类化合物，可通过鳌合氢键的形成而使紫外光能转化为热能，以便有效的消除或削弱紫外光能对涂膜的破坏作用，对涂膜的其他性能也没有影响。作为一种理想的紫外光吸收剂还应具有很好的光热稳定性，与漆基有很好混溶性；其挥发性小，不易被水和溶剂抽出，也不会迁移；对可见光的吸收尽可能低，不着色、不变色；无毒或低毒，不会与漆料发生有害的化学反应而影响涂料性能；原料来源丰富，价格适中。紫外光吸收剂种类很多，一般按化学结构分为如下六大类：二苯甲酮化合物、水杨酸酷类化合物、杂环类化合物、取代丙烯腈类化合物、金属络合物以及其它紫外光吸收剂。在前述六类紫外光吸收剂中，用于聚氨酯涂料的主要有一取代或三取代二苯甲酮衍生物和羟基苯并三唑（又名羟苯基连三氮杂）两大类。 高分子涂膜对氧有一定的敏感性，易受氧的作用而老化。加入涂料中，能延缓或抑制氧化降解的物质称为抗氧剂，有时也称防老剂。一般按其化学结构和作用机理进行分类,按前者通常分为酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫酸酯类以及其它抗氧剂，共计五大类；按后者一般分为链终止剂、过氧化物分解剂、金属钝化剂等三大类型的抗氧剂。作为一种理想的抗氧剂具有很高的抗氧效率，较小的污染性和着色性，挥发性和迁移性应小，耐抽出性高，使用寿命长；能与漆基很好的混溶，并不发生任何有害化学反应、稳定、无毒、价廉易得。在前述常规抗氧剂中，有很大一部分都适用于聚氨酯涂料。 3.流平剂 能改善湿涂膜流动特性的物质称为流平剂。它的主要作用是降低涂料组分之间的表面张力，增加流动性，使其达到光滑、平整，从而获得无针孔、缩孔、刷痕和桔皮等表面缺陷的

水性聚氨酯的合成与改性_闫福安

CHINA COATINGS 2008年第23卷第7期 15 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5.5 kg,西欧约4.5 kg,而我国的消费水平 还很低,年人均不足0.5 kg。 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。 水性聚氨酯的合成与改性 □ 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 中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2008)07-0015-08 Synthesis and modifi cation of water-borne PU Yan fuan, Chen jun (School of Chemical Engineering and Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, Hubei Province) Abstract: This paper introduces water-borne PU about its monomers, synthesis mechanism, and synthesis technology and modifi cation methods. Relevant enterprises and research institutes China should strengthen the work cooperatively on molecule design, to promote the continuously progressing synthesis technology and the growing market of water-borne PU. Keywords: water-borne PU, synthesis, modifi cation 编者按：本文搜集了相关的情报资料，比较全面地阐述水性聚氨酯的合成技术。相应地，嘉宝莉朱延安、中国科技大章鹏进行了这方面的研发和实验实践。相比之下，为改善PUD分散体涂膜力学性能，选用聚碳酸酯型方向是可行的,但在水性木器涂料中的应用,应综合考虑制造成本、涂料使用范围、对涂膜光泽大小不同要求等方面因素；软段多元醇的选用不可能单一型,可以选用混合型,如PCD与PCL混合,或PCD与聚醚型混合,否则单用PCD,因价格太贵或存在功能过剩,影响水性聚氨酯涂料的推广应用与市场定位。 TECHNICAL PROGRESS DOI:10.13531/https://www.360docs.net/doc/b55926577.html,ki.china.coatings.2008.07.007