单组分水性聚氨酯涂料的进展

具涂料 和 汽车涂 料 。随 着各 国环 保法 规 的 确立 和 环 链反 应在非 均相体 系 中进行 ， 品质 量 不如丙 酮法合 产
保意识 的增强， 传统的溶剂型涂料中的挥发型有机化 成 的聚氨酯乳 液稳 定 但无需 使用 大量 的有机溶 剂 ， 合物 （ ｏ ） ｖ ｃ 的排 放量愈 来 愈受到 限 制 。开发低 污染 、 可制 备有 支化度 的 聚氨 酯 乳液 。近 年来 聚 氨 酯 水分 高性能、 多功能的环保型涂料成为涂料技术发展的主 散体 的合成 与性能 研究 主要 表现在 以下 方 ： 首
水性 聚氨酯 涂料成 为涂料 技术 发展 的趋势 。本 文综述 了单组分 聚 氨 酯水分 散 体涂 料 的合成 、 能 、 用 、 性 应 改
性 研究新 进展 ， 出了单组分 水性 聚氨酯 涂料的发展 趋势 。 指
美键词： 水性 聚氨酯 涂 膜形成 涂料
聚氨酯 涂膜具 有硬度 高 、 附着力强 、 耐磨性 高 、 耐 量高 ， 应性 ， 。但 回 收的 丙 酮 溶剂 难 以利 用 ， 且 适 而 溶剂性 好等优 点 ， 广泛 应用 于工 业 防 护涂 料 、 器 家 生产 效率低 、 耗 大、 本 较 高 。预 聚体 分 散 法 的 扩 木 能 成
要方 向Ｌ 。单组分 水 性聚 氨 酯 涂料 是 以水性 聚 氨酯 先 ， Ｈ ＩＩＤ 和 Ｍ ） 等脂 肪族异 氰 酸酯为 原料 ， 以 Ｄ 、Ｐ Ｉ Ｉ Ｉ 树脂 为基 料并 水 为 分 散 介 质 的 一 类 涂 料 ， 有 不 采用 预聚物混 合工 艺 ， 究软 段 多 元 醇 的分 子量 、 具 研 亲 燃 、 毒 、 污染环 境 、 省 能源 等 优点 ， 无 不 节 将溶 剂 型聚 水 离子含量 和聚 氨酯 预 聚物 分 子 量等 对 聚 氨 酯 分散
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瞿金 清等
单组分水 性聚 氨酯涂 料的进展
单 组 分 水 性 聚 氨 酯 涂 料 的进 展
瞿金清 黄 玉科 黎永 津 （ 华南理 工大学化 学工程 研究 所 广 州 ５０４ ） １６０ 摘 要： 随着 环境 法规 对涂 料 的挥发 性有 机 化合 物 （ ｏ ） 量 的 限制 ， 性 能 与低 ｖ ｃ禽 量 相 结 合 的 ｖ ｃ含 高 ｏ
氨酯涂料 的 高 性 能和 低 Ｖ Ｃ含量 相 结 合 ， 成 为水 体 的粒 子结构 、 Ｏ 将 形态 、 稳定 性 和涂 膜 物 理 机 械 性 能等 性涂料 发展 的 主流产 品Ｌ 。本 文综 述 了单 组 分水 性 的影 响 ， 在宏观 物性上 探讨 聚氨酯 水分 散体 的粒 子结
收 稿 Ｅ期 ： ０ －９２ ｌ ２ １０ ． ０ ６
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２０ ０２年第 １ 期
合成 材料 老化 与应用
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高模 量、 高强 度和 热稳定 性好 等特 点 ， 将水 性 聚氨 聚氨 酯分子 上 同时 引入磺 酸基和羧基 两种 离子 ， 提高 力 、 可提 高 涂饰 了聚 氨酯乳 液的分 散稳 定性 、 水解稳 定性 和涂膜 的耐 酯 与环 氧树脂复合 共混 用于 皮革 涂饰 剂 ， 涂 涂层 的机械 性 能 、 耐 水 性 。不过水 性 聚氨 酯 分 散体 的制 备 工艺 涉 及 到脲 剂对基 体 的粘合 性、 饰光 亮度 、 ８ 链 段 的生成 ， 有机 溶剂 的大 量消耗 ， 特殊 的封端反 应 ， 热性 和耐水 性等 。许 戈 文 Ｌ 等 通 过 环氧 改 性水 性 聚
散形成 乳液 。根 据 扩链反 应不 同 ， 自乳 化 法可 分 为 ： 物理 机械性 能。该 工 艺 特别 适 用 于芳 香旅 聚 氨 酯水
丙酮 法、 熔融 分散 法 、 聚体分散 法和 酮亚胺 法等 ． 预 其 分散体 的制 备 。 ａ 等 人 针 对 丙铜 法 工 艺 中胺 类 Ｉ １ 中丙酮 法和 预聚体 分 散法 较 为成熟 。丙 酮法 的扩 链 扩链 剂 反应速度 快 ， 度 控制 复 杂等 缺 陷 ， 用 磺 酸 牯 采 反应在 均相体 系 中进行 ， 于控制 ， 易 重复性 好 ， 液质 基 封 闭的胺类扩 链剂 ， 扩链 反 应易于控 制 。 由于在 乳 使
聚氨酯 涂料 的最 新 进展 。 构与性 能的关 系 ， 在产 品 开发与应 用方 面作 了大量 工
１ 合 成
作； 次， 其 系统 研究扩链 剂 种类 、 扩链工 艺 、 中和度 、 介 质介 电常数等 对分散体 形 态和结 构的影 响 ， 研究分 散
并 研究 分 散 体 单 聚氨 酯水分散 体涂料 具 有较低 的交 联度 ， 很高 体的流 体力学 行为 ， 采 用热 分 析 技术 ， 相继 出现 了采 用软 段 离子 的断裂 延伸率 和适 当的强度 ， 能常温 干燥 。聚氨酯 涂膜 的降鳃动力 学 。再次 ， 并 如魏欣 等 水 分散体 涂料 的制 备方 法 通 常有 强 制 乳化 法 和 自乳 化和 离子化扩 链剂等合 成 分散体 的新 方法 ， 化法。强 制乳化 法将 聚 氨 酯 预聚 物 缓 慢加 入 到含 乳 采 用含 叔胺基 聚醚合成 系 列聚氢酯 离 聚物 。ｗ 等 ＮＥ 与 化剂 的水 中， 形成 粗 粒乳 液 ， 送 人 均化 器形 成 粒 径 采 用离 子化的聚 氧 乙烯化 胺 （ Ｐ Ｏ） 甲苯二 异氰 醢 再 适 当的乳 液 。该法 制备 的 聚 氨酯 乳 液胶 体 稳定 性 较 脂反 应生成 由亲水链 段 和 憎水 链 端 组成 的聚 氨 酯 预 ２℃该预 聚物 与聚 四氢呋 喃的水 分散体 进 行 扩 差 ， 用于 材 料 的 表 面处 理 ， 羊 毛 的不 粘 处理 等。 聚物 ，５ 适 如 制 ＰＯ Ｐ 乳液涂料 的制 备多 采 用 聚合 物 自乳 化 法 ， 在聚 链 反 应 ， 备 以 Ｎ Ｅ 为 内乳 化 剂 的 聚 氨 酯 水 分 散 即 合物链 上 引入适量 的亲水 基 团 ， 在一 定条件下 自发分 体 ， 液具有优 异 的拣 融 稳 定性 ， 涂 膜 具 有 良好 的 乳 其