水性聚氨酯涂料doc
水性聚氨酯 涂料.
丰满度差
干燥速度慢
缺陷
硬度低，高温回粘
耐水，耐溶剂，耐污 性差
木器涂料要求是在施工时尽可能低的挥发性有机
溶剂、快干、耐磨损、耐沾污、施工方便。水性 聚氨酯涂料恰恰满足这些要求，特别是脂肪族聚 氨酯类分散体与水可分散的多异氰酸酯的。组成 的水性双组份聚氨酯涂料。
水性聚氨酯涂料的改进方法
具体实例
木器涂料发展历程
聚氨酯木器涂料产品特性
水性聚氨酯木器漆产品特性： 面漆：具有高耐磨性、良好附着力、不黄变、柔
韧性好等特性，用水稀释VOC≈0。 主要物化性能和指标：
合成工艺
水性聚氨酯涂料的缺陷
聚氨酯水分散体型水性木器漆与溶剂涂料相比，
在节约能源和保护环境方面具有不可比拟的优越 性，没有大量的VOC挥发到空气中，不用有机溶 剂，用水做稀释剂，节约了能源，但缺点也是存 在的，水性木器漆从传统观念来看，在漆膜性能 方面，与溶剂型木器漆相比，干得慢，硬度低、 易回黏，漆膜丰满度上比不上溶剂型木器性聚氨酯涂料的简介 水性聚氨酯涂料的特点 水性聚氨酯涂料的应用 水性聚氨酯涂料的改进
1 3
2
3 4
水性聚氨酯涂料 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 有良好的贮存稳
定性、涂膜机械性能、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。
水性聚氨酯的发展史
1967年，聚氨酯乳液首次实现工业化 1972年，Bayer公司率先将聚氨酯水乳液用作皮革涂饰剂，开始大量 生产 1975年，得到高性能的聚氨酯乳液 60年代以来，随着各发达国家环保法规的确立和环保意识的增强，水 性聚氨酯涂料取代传统的溶剂型聚氨酯涂料的趋势越来越明显 进入90年代后，水性聚氨酯的发展非常迅速 1967年水性聚氨酯首次出现于美国市场 1972年己能大批量生产 20世纪70．80年代，美、德、日等国一些水性聚氨酯产品已经从开 发试制阶段发展为实际生产和应用，其应用领域己涵盖木器、建筑、 汽车、飞机等众多领域，具有诱人的发展前景
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
水性聚氨酯摘要：涂料技术发生一大改变，是因为挥发性有机化合物在涂料中被限制使用。
这类限制挥发性有机化合物的政府法规以及自身的性能优点造就了水性聚氨酯。
这类产品以及单组分聚氨酯以及双组分反应的水性化学反应系统被热烈讨论。
具体的例子多是在涂料表层领域。
关键词：水性聚氨酯；产品；化学；应用1. 介绍在以前，市场需求高性能以及漂亮外观是驱动用于表面涂层的树脂的发展的动力。
以前主要使用的是溶剂型系统。
之后在社会环保意识增强趋势下，变革发生了。
最后的结果就是，涂层的相关规定出台，限制溶剂（挥发性有机化合物）的排放，特别是涂料在实施之时。
这个潮流是政府法规引导的，相关的法规如美国的《清洁空气法》以及德国的《空气质量控制技术指南》等。
至此低挥发性有机化合物技术占据了涂料市场的大份额。
伴随着预计中的高固体分、粉末状发光的涂料，如欧洲的一些例子，水性系统由于自身在成组的良好发展以及在建筑中已经建立好的水性产品，会逐渐占领涂料市场。
工业涂料的要求是高性能，以前的溶剂型涂料就不能达到水性型的标准。
众所周知，溶剂型聚氨酯的成分多为溶剂。
因此溶剂聚氨酯被取代是迟早的，由于潮流需要减少溶剂的使用，所以从溶剂转换成水性的技术革新被提前了。
虽然单组分水性聚氨酯很早以前就已经被大众所认识了，但是这只被看作是一个特点。
时间回溯到50 年前。
与溶剂型系统相比，水性系统充满争议，因为水性系统是在水中工作。
但是现在问题已经解决了，并且有诸多的解决方案可用。
最初，多数是高分子、无电抗的类型。
但由于自身的局限性，又一次革新开始了，通过化学反应固化然后再加工得出双组分的水性聚氨酯。
多种多样的表现层及允许了产品领域的扩展。
包括了强硬、有弹性、耐磨损的地板涂料，还有高度弹性薄膜的塑料涂料和纺织品涂料。
今天，这些成功已经被视为高标准，并且运用到诸多产品中。
这篇文章就是介绍一些化学的基本原理以及单组分和双组分水性聚氨酯的发展2. 水性聚氨酯水性聚氨酯的基本化学成分全是从闻名的溶性聚氨酯成分中提炼的。
水性聚氨酯涂料的合成
水性聚氨酯涂料的合成原理
水性聚氨酯涂料是一种能够在水中实现聚合反应而成的有机涂料，其核心原理为：使用形式为2-氨基乙烷(AA)、硬脂酸(HA)和聚氨酯(PU)的单体，利用活性水作为介质，以及由硬化剂产生的离子力与单体之间形成的弱离子交互作用，使各单体之间发生聚合反应。
聚合反应的具体过程如下：
1、聚氨酯的单体，如2-氨基乙烷、硬脂酸和聚氨酯，各自产生不同的离子，将其在活性水中混合，使其形成弱离子交互作用，使单体之间发生聚合反应。
2、在此过程中，水会吸收周围的气体，形成空气团，使得涂料表面获得不同程度的光泽和细节，实现不同的装饰效果。
3、硬化剂的反应速度较快，在聚合反应的过程中，不断释放出大量热量，使涂料在迅速凝固，形成牢固的保护膜，有效防止被污染。
4、最后，涂料中的水会被完全蒸发掉，形成牢固的保护膜，有效避免污染物侵入，实现长久耐用的装饰效果。
水性聚氨酯防水涂料执行标准
水性聚氨酯防水涂料执行标准GB/T 34999-2017Organic light emitting diode display—Part 1：General specification有机发光二极管显示器第1部分：总规范GB/T 34981-2017Determination of nitrate in water—Spectrophotometric method水中硝酸盐的测定分光光度法GB/T 34980-2017Determination of nitrite in water—Spectrophotometric method水中亚硝酸盐的测定分光光度法GB/T 34979-2017Determination of sulfate in water—Spectrophotometric method水中硫酸盐的测定分光光度法GB/T 34976-2017Determination of total nitrogen in water—Ultravioletspectrophotometric method水中总氮的测定紫外分光光度法GB/T 34977-2017Determination of total phosphorus in water—Spectrophotometric method水中总磷的测定分光光度法GB/T 34978-2017Determination of chloride in water—Spectrophotometric method 水中氯化物的测定分光光度法GB/T 34974-2017Test methods of eddy current testing for tubes管材涡流检测试验方法GB/T 34975-2017Test method for the determination of carbon monoxide in liquefied petroleum gas液化石油气中一氧化碳测定方法GB/T 34972-2017Determination of total sulfur in water—Ultraviolet fluorescence spectrometric method水中总硫的测定紫外荧光光谱法GB/T 34973-2017Determination of total phosphorus in water—Molybdenum blue spectrophotometric method水中总磷的测定钼蓝分光光度法GB/T 34971-2017Determination of total nitrogen in water—High temperature catalytic oxidation method水中总氮的测定高温催化氧化法GB/T 34969-2017Determination of total nitrogen in water—Kjeldahl method水中总氮的测定 Kjeldahl法GB/T 34970-2017Determination of total phosphorus in water—Ascorbic acidmolybdenum blue spectrophotometric method水中总磷的测定抗坏血酸钼蓝分光光度法GB/T 34967-2017Determination of total phosphorus in water—Molybdenum blue spectrophotometric method with ashing水中总磷的测定灼烧钼蓝分光光度法GB/T 34968-2017Determination of total phosphorus in water—Molybdenum blue spectrophotometric method with hydrolysis水中总磷的测定水解钼蓝分光光度法GB/T 34966-2017Determination of total phosphorus in water—Colorimetric method 水中总磷的测定比色法GB/T 34964-2017Determination of total nitrogen in water—Semi-micro Kjeldahl method水中总氮的测定半微量Kjeldahl法GB/T 34965-2017Determination of total phosphorus in water—Spectroph。
常用水性聚氨酯涂料配方
常用水性聚氨酯涂料配方
水性聚氨酯涂料是一种环保型涂料，具有良好的附着力、耐磨性、耐化学物质腐蚀、耐水性和气相透性等特点，被广泛应用于家具、建筑、汽车和木制品等领域。
以下是几种常用的水性聚氨酯涂料配方。
1.签发箱木器涂料：
-异丙醇：250克
-水：150克
-异六亚甲基二异氰酸酯：250克
-超稀的尿素醛树脂：20克
-环氧丙烷：5克
-搅拌20分钟
2.家具聚酯颜料涂料：
-赛白粉：50克
-环氧乙烷：100克
-偶乙烯二胺：100克
-福尔马林：100克
-含有聚酯树脂的溶剂：200克
-混合均匀
3.乳胶聚酯家具涂料：
-乳胶乳：150克
-聚酯树脂：70克
-聚醚：30克
-偶乙烯二胺：10克
-油漆稠化剂：10克
-搅拌均匀
4.汽车防腐聚酯漆配方：
-聚丙烯酸：400克
-聚醋酸乙烯酯单体：300克
-溶剂：50克
-铝粉：300克
-适量的颜料
-混合均匀后添加固化剂
5.木器底漆：
-乳胶乳：400克
-聚酯树脂：200克
-环氧底漆：100克
-偶乙烯二胺：10克
-钛白粉：150克
-油漆稠化剂：10克
-混合均匀
以上是几种常用的水性聚氨酯涂料配方，每种涂料的成分比例和配方可以根据具体需求进行微调。
值得注意的是，使用涂料时需严格按照产品说明书操作，确保操作安全和涂层质量。
双组分水性聚氨酯涂料
固化原理
双组分水性聚氨酯涂料的成膜主要包括物理干燥和化 学干燥两个过程，两组分在混合前，分别处于不同的相内， 混合时，通过机械搅拌，固化剂均匀分散在羟基丙烯酸分 散体中，形成均匀的单相体系，与此同时，水、羟基、 异 氰酸酯的反应竞争激烈，并且羟基与异氰酸酯的反应是立 即发生的，而水与异氰酸酯的反应在2h后开始发生的。
0.1～0.5
0.1～0.5 0.1～0.3 0.1～0.3 60 0.2～0.6 100
操作要点：将上述前5种 原料依次加入不锈钢桶砂磨机 研磨至细度≤20 μm为合 格。
涂料的配方与制备
• 水性涂料的制备
序号 1 原料名称 水性色浆 w/% 40
2
3 4 5 6
Bayhydrol A 145
增稠剂 脱泡剂 消泡剂 蒸馏水
根据P/B确定用量
0.2～0.6 0.1～0.3 0.1～0.3 调节黏度至出厂 值
将上述原料2、3、4和5 在低速搅拌下依次加入 上道工艺中已经分散好 的水性颜料色浆中，然 后加入适量的蒸馏水调 节涂料的黏度为涂-4杯 120～150s为合格，用 160目纱布过滤后，用塑 料桶包装，为A组分。
双组分水性聚氨酯
定义
双组分水性聚氨酯由含羟基树脂和多异氰酸酯预聚物 两组份组成，涂装后-OH和多异氰酸酯的-NCO在常温下交 联、固化，形成具有立体网络结构的交联涂膜。 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。
物化性能
具有优异的保色保光性，户外长期曝晒使用，不易变 色和失光，耐候性佳。同时，它具有耐磨性、耐化学品、 耐溶剂性能好，附着力突出等优点，其干燥性能极佳，特 别是固化温度低、交联速率快。
物化性能
常用水性聚氨酯涂料配方
常用水性聚氨酯涂料配方水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一,它适用于热敏温度低于（60 — 80） C常温交联固化的高、中档木器（家具等）,高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。
产品配方：1、改性三聚体交联剂产品可由TDI、IPDI、MD I和XDI等异氤酸酯制造。
其芳香族NCO反应温度在（120 —150） C,脂肪族NCO反应温度在（150 — 200） °C。
它的最大优点是无黄变,水白透明,较适用于愈酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。
为增强综台性能，需采用两个NCO基团活性不同的二异氤酸酯，并要将反应中产生的端NCO用多元酿-愈酸反应掉,以利于胺中和及产物的水洛性。
由于其熔点高，反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机麟催化剂及120 C以上温度,异氤酸酯可发生自缩聚反应生成三聚体化合物。
其催化剂中戊杂环麟化氢是最有效的 ,反应温度低，收率可达90 % ,再用三聚催化法促进反应完全,并对残基进行封闭。
产品配方：NCO:多元酿愈酸（物质的量比）为6: 1:。
工艺步骤:多元酿-愈酸溶液制备,按配方将新戊二酿、苯偏三甲酸酊、DMPA、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌，升温至80 C ,完成溶解后,升温至148 C回流脱水至透明后,过滤出料备用。
亚胺预聚体的制备:按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜,升温至148 C回流脱水后,加入10 %磷酸（甲苯）液降温至120 C ,通入氮气，将TDI、IPDI加入单体滴加釜,在2 . 5h内完成滴加后,升温至130 °C反应1h ,将10 %戊杂环麟化氢液加入滴加釜,开始缓慢滴加，不断观察物料反应情况, 防止爆聚,滴完在130C反应2h、140 C 1h、145 C 30min , 降温至70 C ,将多元酿-愈酸液加入滴加釜开始滴加，滴完在70 C反应（2 — 3） h ,检测NCO转化率达96 %,加入10 %醋酸锂液,此时有两种工艺:一是降温至25 C ,静置7d ;二是升温至（80 — 90） C反应（2 — 3） h , 测游离TD I在％以下,加入10 %对甲苯磺酸甲酯液、10 %二甲基毗哩液升温至85 C反应20min ,抽真空脱出2/3量的有机溶剂，再加入亲水溶剂调节固含量为50 % ,降温至50 °C加入50 %三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H值至,升温到60 C反应至透明,降温到40 °C出料.2、改性HDI缩二脉交联剂产品配方：NCO H2O = 3: , NCQ OH =6: 1,理论NCO 含量=% ,采用分阶段聚合反应、中和法。
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
水性聚氨酯简介水性聚氨酯是一种具有良好附着力和耐候性的高分子材料。
它是由聚氨酯预聚体、溶剂、交联剂和助剂组成的涂料。
由于其低VOC（挥发性有机化合物）排放和环境友好性，水性聚氨酯广泛应用于建筑、汽车、家具和航空航天等领域。
本文将详细介绍水性聚氨酯的性质、应用和制备方法。
性质1.附着力：水性聚氨酯在多种不同的基材上具有优异的附着力，如金属、塑料、木材等。
2.耐候性：水性聚氨酯具有出色的耐候性，能够抵抗紫外线、高温和湿度等环境因素的侵蚀。
3.耐化学性：水性聚氨酯具有出色的耐酸碱、溶剂和盐水的性能。
4.耐磨性：水性聚氨酯涂层具有很高的耐磨损性，保护基材不易受到划伤和磨损。
5.耐水性：水性聚氨酯具有良好的耐水性，不易被水分侵蚀和损坏。
应用1.建筑行业：水性聚氨酯广泛应用于建筑物的外墙、屋面和地板涂装，保护建筑材料免受紫外线、酸雨和其他恶劣环境的侵蚀。
2.汽车行业：水性聚氨酯用于汽车涂料，提供良好的外观效果和保护漆面，同时降低对环境的污染。
3.家具制造：水性聚氨酯用于家具涂装，为家具提供耐磨、耐刮擦和防水的功能。
4.包装材料：水性聚氨酯用于包装材料的涂层，提供保护性能和增加材料的强度和稳定性。
5.航空航天业：水性聚氨酯用于航空航天器的防腐蚀涂层，保护飞行器免受高温、高速度和外界环境的损害。
制备方法水性聚氨酯的制备方法主要包括以下几个步骤：1.聚合反应：将聚氨酯预聚体与交联剂在适当的溶剂中进行聚合反应，形成聚合物链。
2.技术调整：添加适量的助剂，调整涂料的粘度、硬度和耐候性等性质。
3.过滤和处理：通过过滤和处理，去除其中的杂质和颗粒，确保涂料质量的稳定和均匀。
4.包装和储存：将制备好的水性聚氨酯涂料进行包装，并储存在适当的环境中，以保证其质量和使用寿命。
结论水性聚氨酯是一种具有良好性能和环境友好性的高分子材料。
它在建筑、汽车、家具和航空航天等领域得到广泛应用。
制备水性聚氨酯的方法相对简单，通过聚合反应和技术调整等步骤，可以获得具有优异性能的水性聚氨酯涂料。
常用水性聚氨酯涂料配方
常用水性聚氨酯涂料配方Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998常用水性聚氨酯涂料配方水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一, 它适用于热敏温度低于(60 — 80) ℃常温交联固化的高、中档木器(家具等), 高档建筑装饰、高级汽车、飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。
产品配方：１、改性三聚体交联剂产品可由TDI 、IPDI 、MD I 和XDI 等异氰酸酯制造。
其芳香族NCO 反应温度在(120—150) ℃，脂肪族NCO 反应温度在(150—200) ℃。
它的最大优点是无黄变, 水白透明, 较适用于羧酸型等水性聚氨酯的常温交联剂。
为增强综合性能, 需采用两个NCO 基团活性不同的二异氰酸酯,并要将反应中产生的端NCO 用多元醇- 羧酸反应掉, 以利于胺中和及产物的水溶性。
由于其熔点高,反应需分阶段在有机溶剂中进行, 有机膦催化剂及120 ℃以上温度, 异氰酸酯可发生自缩聚反应,生成三聚体化合物。
其催化剂中戊杂环膦化氢是最有效的, 反应温度低, 收率可达90 % , 再用三聚催化法促进反应完全, 并对残基进行封闭。
产品配方：NCO ：多元醇羧酸( 物质的量比) 为6：1：。
工艺步骤: 多元醇- 羧酸溶液制备, 按配方将新戊二醇、苯偏三甲酸酐、DMPA 、二甲苯、甲苯加入反应釜搅拌,升温至80 ℃ , 完成溶解后, 升温至148 ℃回流脱水至透明后, 过滤出料备用。
亚胺预聚体的制备: 按配方将二甲苯、甲苯加入反应釜, 升温至148 ℃回流脱水后, 加入10 % 磷酸( 甲苯) 液降温至120 ℃ , 通入氮气, 将TD I 、IPDI 加入单体滴加釜, 在2 . 5h 内完成滴加后, 升温至130 ℃反应1h , 将10 % 戊杂环膦化氢液加入滴加釜, 开始缓慢滴加, 不断观察物料反应情况, 防止爆聚, 滴完在130℃反应2h 、140 ℃ 1h 、145 ℃ 30min , 降温至70 ℃ , 将多元醇- 羧酸液加入滴加釜开始滴加,滴完在70 ℃反应(2—3) h , 检测NCO 转化率达96 % , 加入10 % 醋酸锂液, 此时有两种工艺: 一是降温至25 ℃ , 静置7d ; 二是升温至(80—90) ℃反应(2—3) h , 测游离TD I 在% 以下, 加入10 % 对甲苯磺酸甲酯液、10 % 二甲基吡唑液升温至85 ℃反应20min , 抽真空脱出2/3量的有机溶剂, 再加入亲水溶剂调节固含量为50 % , 降温至50 ℃加入50 % 三乙胺水溶液、N-甲苯二乙醇胺调节p H 值至 , 升温到60 ℃反应至透明, 降温到40 ℃出料.２、改性HDI 缩二脲交联剂产品配方：NCO：H2O = 3：， NCO：OH =6：1, 理论NCO 含量= % , 采用分阶段聚合反应、中和法。
水性聚氨酯防水涂料参考配方
水性聚氨酯防水涂料配方（供参考）
1 水 100
3 氨水0.4
4 NXZ 1.0
5 A10 0.5
6 RS 1.5
7 8045 1公斤
8 二丁脂(DBP) 2
9 重钙（400） 163
10 硅灰石 40
11 水 5
12 166 140
13 305增稠剂 2.2
14 612NC 0.4
水 35公斤
总量： 490.45
工艺：色浆的配制：15公斤水加上3公斤铁红加60克分散剂搅拌备用。
2加入水1到分散缸中，然后缓慢加入2，分散5分钟，加入3，分散3分钟，然后加入4/5/7、8，搅拌2分钟后加入9、10和11，高速1000转分
散20分钟，然后降低转速至200转搅拌5分钟，加入12和6，低速400转分散10分钟后，依次缓慢加入13、14，加完后分散10分钟，过滤、放料。
（请参考工艺进行生产）如果产品需要调色并且用粉末颜料（如氧化铁红），建议将配方中原有的粉料按颜料的添加量递减，并且粉末颜料与其他粉料同时加入高速分散。
水性聚氨酯涂料光泽控制——理论与实践
水性聚氨酯涂料光泽控制——理论与实践王武生【摘要】Gloss is one of the important optical properties of coatings due to its strong impact on visual perception and aesthetic preference.In order to control gloss of waterborne polyurethane coatings,it is necessary to better understand the relationship between the coatings gloss and the resin structure.In this article,the theory of coatings gloss was introduced and the relationship between the coatings gloss and the characteristics of aqueous polyurethane dispersions(e.g.,refractive index,particle size,surface roughness and film-forming process) was discussed.%光泽作为涂料的一个重要的美学价值体现,很大程度上影响涂装产品的客户需求.为了控制水性聚氨酯涂料的光泽,需要从理论上了解涂料光泽与树脂结构的关系.文章首先介绍了涂料光泽的基本理论,在理论基础上探讨了水性聚氨酯结构(聚合物结构的反射率、折射率、分散体粒径、涂膜表面粗糙度以及成膜过程)对涂料光泽的影响.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2018(048)006【总页数】9页(P75-82,87)【关键词】水性聚氨酯涂料;光泽;消光【作者】王武生【作者单位】安徽大学化学化工学院,合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4+3水性聚氨酯常作为涂料成膜物使用。
水性聚氨酯防水涂料的配方
【配方5-26】
工艺、性能
将沥青加热熔化，然后加入十二烷基硫酸钠和二分之一量的水，充分搅拌制成乳化沥青液。
将另一半的水加入再生橡胶、工业皂、防老剂、强烈搅拌混合成为乳胶。
将其倒入乳化沥青液中，搅拌混合均匀即得橡胶乳化沥青。
这种橡胶乳化沥青稳定性和黏结性良好，能耐高温和低温，没有高温软化和低温脆性的缺点，是优良的乳化沥青防水材料。
【配方5-27】
工艺、性能
将60号石油沥青放入锅内加热熔化脱水，温度降到130~150℃，边搅拌边加入十八碳脂肪醇、单硬脂酸甘油酯和均染剂X-102，使其搅拌溶解均匀。
另外水加热至60℃左右，在搅拌下加入十二醇硫酸钠，使之溶解均匀。
在强力搅拌下徐徐加入120℃左右的沥青，沥青加完后，在继续搅拌5min，使其乳化，然后在缓慢搅拌下冷却至50℃左右使用。
工艺、性能
将丁腈橡胶、松香酸皂和20份的水，混合搅拌均匀成为胶液，溶液pH值为9，备用。
将沥青加热熔化后加入烷基苯磺酸钠、氢氧化钠和剩余的水，充分搅拌均匀成为沥青乳液。
将沥青乳液和胶液混合搅拌均匀，最后加入聚乙烯醇，充分搅拌成为橡胶乳化沥青。
【配方5-29】
工艺、性能
将沥青加热熔化，然后加入其余组分，充分搅拌混合均匀即得制品。
水性聚氨酯的作用原理
水性聚氨酯的作用原理水性聚氨酯是一种主要用于涂料和胶粘剂的水性树脂，它其实是氨基甲酸酯（isocyanates）与聚醚多元醇（polyether polyols）或聚酯多元醇（polyester polyols）反应生成的一种高分子聚合物。
水性聚氨酯具有优良的物理性能、耐候性和粘附力，广泛应用于汽车、建筑、家具、地板等领域。
水性聚氨酯的作用原理可以从以下几个方面来分析：1. 聚合反应：水性聚氨酯的制备通过氨基甲酸酯与多元醇的聚合反应进行。
在此反应中，氨基甲酸酯中的异氰酸酯与多元醇中的活性氢发生反应，形成醚键或酯键，从而将分子链连接起来。
在反应过程中，会产生一些副产物（例如二氧化碳），需要使用水来稀释。
2. 分散机制：水性聚氨酯分散体系中的颗粒可以均匀分散在水相中，形成胶体溶液。
这种分散体系的形成与乳化剂的作用密切相关。
乳化剂在分散体系中起到辅助分散、稳定乳液、调节粒径分布等作用。
乳化剂可以使水性聚氨酯颗粒的表面带有电荷，使其互相排斥，从而形成分散体系。
3. 交联反应：水性聚氨酯涂料在干燥固化过程中会发生交联反应，即水性聚氨酯中的颗粒之间相互联结，形成致密的聚合物网络结构。
这种交联反应可以提高涂料的抗水性、耐化学腐蚀性和机械强度。
4. 架桥效应：水性聚氨酯涂料中的聚醚多元醇或聚酯多元醇含有大量的端基活性氢。
在水性聚氨酯涂料的干燥过程中，与聚氨酯预聚体中尚未反应的异氰酸酯起到了架桥的作用。
这种架桥效应可以增加涂料的耐久性和耐磨性。
5. 水的作用：水是水性聚氨酯体系中非常重要的组成部分。
水在聚合反应中起到稀释剂的作用，稀释反应体系，使反应更加均匀进行。
另外，水对于分散体系的稳定也起到了关键作用。
通过调节水的含量，可以改变涂料的粘度、干燥时间和抗冻融性能等。
总的来说，水性聚氨酯的作用原理主要涉及聚合反应、分散机制、交联反应、架桥效应和水的作用。
这些原理相互作用，使得水性聚氨酯具有优异的物理性能和应用特性。
水性聚氨酯防水涂料1
水性聚氨酯防水涂料通过聚氨酯三元共聚和化学改性，改变和提高了聚氨酯防水涂料的使用性能，增加了粘结强度、耐候性、低温柔性和不透水性。
克服了传统聚氨酯不环保、耐候性差、潮湿基面不能施工等弊病。
涂料分黑色、白色，可根据工程设计要求进行选择。
水性聚氨酯防水涂料产品特点:1.具备良好的耐水性、耐候性。
2.涂层呈整体封闭，性能长期稳定。
3.高温100℃不流挂，低温-40℃不龟裂。
4.产品绿色环保，无毒无害。
5.施工安全，工艺简单。
6.潮湿基面亦可施工，有效提高工程进度。
水性聚氨酯防水涂料涂料用途:用于建筑物和构建物的防水工程。
如：屋面、卫生间、浴室、道路、桥梁、涵洞、地下工程和设备、管道外的防水防渗漏。
水性聚氨酯防水涂料使用说明:1.施工采用滚刷、毛刷做滚涂和刷涂。
2.涂料粘稠时为方便施工可加水8％搅拌均匀后使用，加水后立即用完不宜存放。
水性聚氨酯防水涂料施工工艺:施工前将基面清理干净，处理好板缝和变形缝，先在基面涂刷一遍涂料，表干后涂第二遍涂料的同时铺一层胎体材料（无纺布或玻璃纤维布），最后在胎体上面涂刷涂料不少于三遍。
每遍用料在0.4-0.5kg／㎡。
铺胎体材料要平整压实，无气泡，无褶皱，搭边5-10cm（参照XT-301高分子防水涂料施工工艺）。
浴室卫生间，地下室及其它防水施工如平面无缝隙可免铺胎体材料，管根必须加铺胎体材料。
验收按国家防水工程技术规范标准验收。
水性聚氨酯防水涂料水性聚氨酯防水涂料是一种单组份高分子液态反应固化型弹性防水涂膜材料。
该产品不含溶剂、冷施工、无毒无味，具有良好的粘结和不透水性，对水泥及混凝土基面、石材、金属制品都有很强的粘附力，产品的化学性质稳定，能长期经受日光的照射，强度高、延伸率大、弹性好、防水效果好，涂膜固化后可在基层面形成一层致密、坚固、柔韧的防水涂膜，拉伸强度大、延伸性优异，对基面变形适应能力强，低温性能好，且施工极为简便，无任何污染，具有高性能、用途广、多功能的优点。
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水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述学院：材料与化工学院专业：高分子材料与工程班级：110311班姓名：李辽辽学号：110311122水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述李辽辽（班级：11班学号：110311122）摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用0引言聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。
水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。
随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。
虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。
如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。
由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。
其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。
2水性聚氨酯涂料的特点与分类2.1水性聚氨酯涂料的特点[1]水性聚氨酯涂料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，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，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。
2.2水性聚氨酯涂料的分类目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。
2.2.1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贮存稳定性、涂膜机械性能、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。
目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：a.热固型聚氨酯涂料。
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型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。
b.含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。
该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。
多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。
c.室温固化水性聚氨酯涂料。
对于某些热敏基材和大型制件，不能采用加热的方式交联，必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。
通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯酸酯混合物，尤其是羟基丙烯酸酯混合物的性能。
此类水性聚氨酯涂料，采用特制的多异氰酸酯交联剂，即含(-NCO)端基的异氰酸酯预聚物，经亲水处理后分散于各种含羟基聚合物中而形成的分散体，与多种含羟基聚合物水分散体组成能在室温固化的聚氨酯水性涂料。
d.固化水性聚氨酯涂料。
光固化水性聚氨酯涂料采用电子束辐射、紫外光辐射的高强度辐射引发低活性的聚物体系产生交联固化。
2.2.2双组分水性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)基的低粘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的。
2.2.3特种涂料主要包括有机硅改性聚氨酯涂料和含氟聚氨酯涂料等。
a.有机硅改性聚氨酯涂料。
聚硅氧烷因其独特的化学结构使其具有一系列优异性能，如具有极好的耐高低温性能，优良的电绝缘性和化学稳定性，憎水防潮性、生理惰性及生物相容性等。
以聚硅氧烷为软段合成的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物，兼具有聚硅氧烷和聚氨酯两者的优异性能，表现出良好的低温柔顺性、介电性、表面富集性和优良的生物相容性等，克服了聚硅氧烷机械性能差的缺点，也弥补了聚氨酯耐候性差的不足，具有很好的发展前景；b.含氟聚氨酯涂料。
以氟烯烃聚合物或氟烯烃与其他单体为主要成膜物质的涂料，由于氟原于半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率，高耐候性，耐化学品，防霉阻燃，耐热，已经在建筑幕墙涂料、耐酸雨涂料、耐温防腐涂料，防污涂料和汽车面漆方面得到应用。
3水性聚氨酯涂料的改性3.1丙烯酸酯改性聚丙烯酸酯类材料与聚氨酯材料相比，在耐水、耐溶剂、耐候及保光性等方面表现出很好的性能，而聚氨酯树脂在强度、弹性及粘接性能等方面性能突出，因此它们的结合有很好的互补作用，通过改性后水性聚氨酯材料兼具两者之综合性能。
丙烯酸酯类(PA)对水性聚氨酯(PU)的改性方法主要有化学改性和物理改性。
化学改性是将PA 加入PU 乳液中，再经过引发剂进行自由基聚合而制得的复合乳液(PUA)。
化学改性中制备核-壳结构是一种有效的方法，其机理在PU微胶粒外表面具有亲水性离子基团，PA 微粒具有疏水性基团并呈反方向由外向内溶胀到PU微粒内发生聚合，形成以PU 为壳、PA 为核的核-壳结构乳胶粒。
物理改性是将PA 与PU 进行物理共混，提高材料的机械性能。
采用物理法改性要求所用的PA 乳液的离子稳定性好，并且对溶剂有较好的亲和性，否则可能会发生破乳。
除此之外，纸杯PUA 复合乳液还可以通过交联或者互穿网络(IPN)等方法。
交联型复合乳液制备工艺复杂，可分为共混法、封端法及接枝法等。
互穿网络指PA 和PU 分别以线性和网络形式存在，不存在分子链之间的缠结。
王海侨等[2]采用种子乳液聚合法，以双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯为功能单体，以己二酸二酰肼和含多异氰酸酯基的聚氨酯为固化剂，制备了酮肼、异氰酸酯基双重自交联型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。
研究发现，复合乳液成膜后的交联度可达90％以上，且硬度、耐水、耐有机溶剂性等显著提高，具有良好应用性能。
梁飞等[3]采用丙烯酸酯改性制备了具有核-壳结构的水性聚氨酯乳液，并通过IR、TEM、DSC 等对乳液的形态及结构进行表征；研究聚合温度、丙烯酸酯加入量、引发剂种类及加入量对乳液和涂膜性能的影响。
结果表明，制备的PUA 复合乳液产品具有核-壳结构，聚合温度在70 -75 ，采用油溶性引发剂偶氮二异丁腈，用量为2.0 -2.5时，得到性能较佳的乳液，PUA 涂膜耐水性、稳定性以及力学性能有明显改善。
傅和青[4]等以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂，采用EP 改性PU，再加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)发生自由基乳液聚合，聚氨酯环氧树脂-丙烯酸酯(WPUEA)杂合分散体。
结果表明，采用环氧树脂EP 和MMA 改性WPU，制取的EP/PUA 分散体性能优异，改性后的WPUEA 胶膜具有较好的力学性能和耐溶剂性。
3.2环氧树脂改性环氧树脂(EP)材料具有力学性能高、粘结力强、稳定性好及加工性能优良等优点，且含有活泼的环氧基，能直接参与PU 的反应。
常见环氧改性是环氧树脂的羟基与异氰酸酯基反应，使PU 和EP 之间的网络间产生一定的化学链接，形成互穿网络结构，以提高PU 涂膜的机械性能、耐溶剂性、耐水性和耐热性等。
EP 改性常采用的方法有机械共混法和共聚法。
EP 和PU 的机械共混无化学键的结合，利用EP 的疏水性作用和PU的羧基以及聚醚链段的亲水性作用，使PU 包覆EP 以达到改性的目的。
而共聚法是将EP 接枝反应到PU 链上。
总之，共混法形成的乳液比共聚法具有更好的稳定性。
黄先威等[5]研究了改性剂EP 用量、加入方式、反应温度等因素对乳液稳定性的影响，分析了影响涂膜性能的因素，实验结果表明当EP 的质量分数超过7%时，预聚体粘度过大，且乳液稳定性变差。
可能因为随EP 量增加，乳胶粒之间形成的交联物增多而沉淀。
王焕等[6]选用环氧树脂E-44 为改性剂，以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、聚酯多元醇(POL-220)、聚醚多元醇(PPG-220)等为实验原料合成了一系列环氧树脂改性水性聚氨酯乳液。
研究了环氧树脂、DMPA和聚酯多元醇加入量对乳液和膜性能的影响。
实验结果表明：改性后树脂力学性能、聚合物膜的热性能和耐水性均有提高。
当W(聚酯)=20.0％，W(DMPA)=3.9％，W(E-44)=8％时，改性水性聚氨酯综合性能最佳。
李伟等[7]以异氟尔酮二异氰酸基二异氰酸酯(HDI)为主要实验原料，以1,4-丁二醇为小分子扩链剂，以乙二胺基乙磺酸钠为亲水性扩链剂，采用环氧树脂E-51 作为改性剂，制备了固含量为50％的环氧树脂改性磺酸盐型水性聚氨酯乳液(SWPU)。
实验讨论了环氧用量对乳液的粒径及其分布和对胶膜力学性能的影响；采用DTG、IR、NMR 等检测手段对胶膜的结构和热稳定性等进行分析。
结果表明：环氧树脂的羟基和环氧基团参与了反应，并生成了水性聚氨酯新结构；随着环氧用量的增加，乳液的粒径分布变宽；当环氧用量低于4％时，拉伸强度明显增加；胶膜的热稳定性随环氧用量的增加而增加。
3.3有机硅改性聚硅氧烷是以重复的硅氧键为主链，硅原子上连接有机基团的聚合物。
通常将硅烷单体及聚硅氧烷统称为有机硅。
有机硅具有耐燃、耐候、耐水、稳定性好等优点。
研究学者把聚氨酯和聚硅氧烷的优点结合起来得到了性能优异的材料。
殷锦捷等[8]采用有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料，探讨了聚氨酯预聚体的单体甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚醚二元醇(DL2000)的合适配比，改性剂的加入量，及反应时间、反应温度等因素对改性结果的影响。
并对复合改性涂膜进行表征。
结果表明，改性后产品涂膜力学强度、附着力、吸水率、热稳定性和耐酸碱性等指标均有很好的改善。
高明志等[9]采用乳液聚合方法制备了具有核-壳结构的有机硅改性水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。
全反射红外光谱及表面光电子能谱分析表明聚氨酯-丙烯酸酯分子链中已经化学键入有机硅链段，并且硅氧烷链段有表面富集的趋势。
另外，随着有机硅含量的增加胶膜的水接触角增大，耐水性提高。
康圆等[10]采用丙酮法合成了有机硅改性WPU(水性聚氨酯)乳液。
结果表明：硅烷偶联剂(KH-550) 和二羟甲基丙酸(DMPA)的加料方式对水性聚氨酯乳液稳定性影响较大；当W(DMPA)=3％-5％时，水性聚氨酯乳液的稳定性及其胶膜的耐水性较好。