浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文
水性聚氨酯范文范文
水性聚氨酯范文范文水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane，简称WBPU）是一种环保型涂料材料，具有优良的物理性能和化学性能，广泛应用于建筑、汽车、家具等领域。
本文将介绍水性聚氨酯的特点、制备工艺以及应用情况。
一、水性聚氨酯的特点1.环保性：水是水性聚氨酯的溶剂，不含有机溶剂，无毒无害，对人体和环境无害。
2.低挥发性：水性聚氨酯在固化过程中水分蒸发，不会产生有害气体挥发。
3.良好的附着力：水性聚氨酯具有出色的附着力，能够牢牢附着在不同材料表面。
4.耐水性强：水性聚氨酯具有良好的耐水性能，不易受到水分的侵蚀和破坏。
5.耐候性好：水性聚氨酯具有优异的耐候性，能够长时间保持色泽和光泽度。
二、水性聚氨酯的制备工艺1.原料配制：根据所需产品的性能要求，选择合适的聚醚多元醇、异氰酸酯、助剂等原料，并按照一定的配比进行混合。
2.反应：将混合好的原料加入反应釜中，在一定的温度和时间下进行反应，使原料发生交联反应，形成聚氨酯分子链。
3.中和处理：在反应过程中，由于异氰酸酯的残留，产品可能会呈酸性，需要进行中和处理，使产品呈现中性或碱性。
4.乳化处理：将中和处理后的聚氨酯溶胶缓慢加入到水中，并通过机械搅拌的方式使其乳化成乳液。
5.过滤：将乳液进行过滤，去除其中的杂质和颗粒，确保产品的质量。
三、水性聚氨酯的应用情况1.建筑涂料：水性聚氨酯可以用于室内外墙体涂料、地板涂料、屋面涂料等，具有耐水、耐候、抗划伤等优点。
2.车漆涂料：水性聚氨酯可以应用于汽车漆中，具有高光泽度、耐磨损、耐酸碱等特点，能够保护汽车表面免受外界因素的损害。
3.家具涂料：水性聚氨酯在家具制造中广泛应用，可以涂装木制家具、金属家具等，具有环保、耐久、抗老化等特点。
4.电子产品：水性聚氨酯可以用于涂装电子产品表面，能够提供良好的绝缘性能、耐腐蚀性能，保护电子产品免受水分和化学物质的侵蚀。
5.包装材料：水性聚氨酯可以用于包装材料的涂覆，能够提供防水、耐腐蚀、耐磨损等性能，保护包装物的完整性。
《二氧化硅气凝胶改性水性聚氨酯涂料的制备与性能研究》范文
《二氧化硅气凝胶改性水性聚氨酯涂料的制备与性能研究》篇一一、引言随着环保意识的日益增强，水性涂料因其低污染、低能耗等优点逐渐成为涂料领域的研究热点。
而二氧化硅气凝胶因其具有独特的纳米结构和优良的物理化学性质，也被广泛应用于各种高性能复合材料的制备中。
因此，本文提出了一种将二氧化硅气凝胶引入水性聚氨酯涂料中的改性方法，以提高其性能并拓宽其应用领域。
二、实验部分（一）实验材料与设备实验材料包括水性聚氨酯树脂、二氧化硅气凝胶、助剂等；实验设备包括搅拌器、喷枪、烘箱等。
（二）制备方法1. 制备二氧化硅气凝胶：采用溶胶-凝胶法合成二氧化硅气凝胶，并进行干燥处理。
2. 改性水性聚氨酯涂料：将制备好的二氧化硅气凝胶与水性聚氨酯树脂、助剂等按照一定比例混合，搅拌均匀后得到改性水性聚氨酯涂料。
（三）性能测试与表征采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、红外光谱（IR）等手段对二氧化硅气凝胶及改性水性聚氨酯涂料的微观结构和化学组成进行表征；通过涂层附着力测试、硬度测试、耐候性测试等手段评价涂料的性能。
三、结果与讨论（一）微观结构与化学组成通过SEM和TEM观察发现，二氧化硅气凝胶具有独特的纳米多孔结构，且在水性聚氨酯涂料中分散均匀。
IR分析表明，二氧化硅气凝胶与水性聚氨酯树脂之间形成了良好的化学键合。
（二）涂层性能1. 附着力：改性后的水性聚氨酯涂料具有优异的附着力，能够很好地附着在各种基材上，如金属、木材等。
2. 硬度：改性后的涂料硬度得到显著提高，具有较好的耐磨性能。
3. 耐候性：二氧化硅气凝胶的引入提高了涂料的耐候性能，使其在紫外线、湿热等恶劣环境下具有较好的稳定性。
4. 其他性能：改性后的涂料还具有较好的耐化学腐蚀性能、抗划痕性能等。
（三）性能改善机制分析二氧化硅气凝胶的引入使得水性聚氨酯涂料的性能得到显著改善。
这主要是由于二氧化硅气凝胶的纳米多孔结构提供了良好的物理屏障，提高了涂层的硬度和耐磨性能；同时，二氧化硅气凝胶与水性聚氨酯树脂之间的化学键合增强了二者之间的相互作用，提高了涂层的附着力和耐候性能。
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》范文
《水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究》篇一水性聚氨酯-纳米SiO2复合材料制备及老化性能研究一、引言随着科技的进步和环境保护意识的提升，环保型水性聚氨酯材料因具有优异的物理机械性能、良好的耐候性和环保性，在涂料、胶黏剂、皮革、纺织等领域得到了广泛应用。
近年来，通过引入纳米材料来改善水性聚氨酯性能已成为研究热点。
本篇论文以水性聚氨酯与纳米SiO2的复合材料为研究对象，通过实验对其制备过程和老化性能进行深入的研究。
二、材料与方法1. 材料水性聚氨酯（WPU）、纳米SiO2、助剂等。
2. 制备方法（1）将水性聚氨酯与适量的纳米SiO2混合，通过机械搅拌使其均匀分散；（2）加入适量的助剂，提高复合材料的稳定性和性能；（3）在适当的温度和压力下，将混合物进行热处理，制备出复合材料。
3. 实验方法采用红外光谱、扫描电镜等手段对复合材料的结构与性能进行表征；通过加速老化实验，研究其老化性能。
三、结果与讨论1. 复合材料的制备通过上述方法成功制备了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料。
实验过程中发现，纳米SiO2的加入能够显著提高水性聚氨酯的稳定性，并改善其力学性能和耐候性能。
2. 复合材料的结构与性能（1）红外光谱分析表明，纳米SiO2与水性聚氨酯成功复合，两者之间存在化学键合作用；（2）扫描电镜观察显示，纳米SiO2在水性聚氨酯基体中分散均匀，有效提高了基体的力学性能和耐候性能；（3）力学性能测试表明，与未添加纳米SiO2的水性聚氨酯相比，复合材料具有更高的拉伸强度和更好的抗冲击性能。
3. 复合材料的老化性能通过加速老化实验发现，水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料具有优异的老化性能。
在紫外光、高温等恶劣环境下，复合材料的物理机械性能和耐候性能均表现出较高的稳定性。
这主要归因于纳米SiO2的加入，提高了水性聚氨酯的抗老化性能。
四、结论本篇论文通过实验研究了水性聚氨酯/纳米SiO2复合材料的制备过程及老化性能。
水性聚氨酯涂料的研究进展
水性聚氨酯涂料的研究进展摘要：本文概述了水性聚氨酯涂料的制备方法主要介绍了水性聚氨酯的种类和各自所具有的优点。
简单的描述了当今社会该涂料的应用领域。
最后根据研究现状，指出水性聚氨酯涂料具有广阔的市场前景。
关键字：水性聚氨酯涂料；制备方法；单组分水性聚氨酯涂料；双组分聚氨酯涂料；应用领域；发展前景Research progress of Waterborne Polyurethane CoatingsAbstract: This paper provides an overview of the preparation of waterborne polyurethane paint method mainly introduces water-borne polyurethane types and advantages. A simple description of the current society the coating application. According to the research present situation, pointed out that the waterborne polyurethane coatings has broad market prospectsKeywords: waterborne polyurethane coating; preparation method; single component waterborne polyurethane coating; polyurethane coating; application; development prospects0 引言聚氨酯（PU）涂料是20世纪60年代发展起来的高档耐用的合成树脂涂料，具有优良的附着力、耐化学品、装饰性和耐磨性能，广泛应用于木器家具漆、地板漆、汽车修补漆、防腐涂料和特种涂料。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型、无毒、无味、无挥发有机物的新型胶粘剂，随着人们对环境保护意识的不断提高和对产品质量要求的不断提升，水性聚氨酯胶粘剂得到了广泛的应用。
本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行分析与总结，以期能够更好地推动该领域的发展。
一、水性聚氨酯胶粘剂的概述水性聚氨酯胶粘剂是以聚氨酯为主要基料，与水为溶剂，再加入一定的添加剂制成的一种新型环保型粘接材料。
与传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂具有不易燃、成本低、环保性好等优点，已广泛应用于汽车、家具、包装、建筑等领域。
二、水性聚氨酯胶粘剂的国内研究现状1. 水性聚氨酯胶粘剂的材料研究在水性聚氨酯胶粘剂的研究中，材料的选择是一个至关重要的环节。
国内研究者通过优化聚氨酯树脂的种类和结构，改进交联剂的配方，提高了水性聚氨酯胶粘剂的性能，使其具有更好的粘接性和机械性能。
2. 水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺研究水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺对产品质量具有重要影响。
国内研究者通过改良反应条件和生产工艺，优化了水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺，提高了产品的稳定性和性能。
4. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的一个重要方向。
国内研究者通过开发新的应用领域和优化应用工艺，推动了水性聚氨酯胶粘剂在汽车、家具、包装、建筑等领域的应用。
三、水性聚氨酯胶粘剂国内研究的发展趋势1. 环保性更高随着环保意识的提高，水性聚氨酯胶粘剂的研究将更加注重其环保性能，包括减少挥发有机物（VOC）排放、降低对环境的影响等方面。
2. 功能性更好水性聚氨酯胶粘剂的功能性将成为其研究的重点方向，包括提高粘接强度、耐高温性能、耐候性能等方面，以满足不同领域的需求。
3. 多样化应用水性聚氨酯胶粘剂将会在国内更多的领域得到应用，包括电子、航空航天、轨道交通等高新技术领域。
4. 自主创新能力水性聚氨酯胶粘剂国内研究将更加注重自主创新，提高自主研发能力，加强自主品牌建设，推动中国水性聚氨酯胶粘剂产业的发展。
水性聚氨酯涂料的应用研究毕业论文
目录1、前言 (1)1.1 环保与水性涂料 (1)1.2 水性涂料存在的问题 (1)1.3 水性聚氨酯涂料的发展现状 (2)水性聚氨酯涂料的合成 (2).1丙酮法 (3).2预聚体混合法 (3).3熔融分散缩聚法 (3)水性聚氨酯涂料的改性 (3).1丙烯酸酯类及含乙烯基的单体改性 (4).2环氧树脂改性 (4) (4).4多元改性的方法 (4).5其它改性方法 (5)2、实验部分 (6) (6) (7)3、结果与讨论 (7) (7)结论 (10) (11) (11) (11) (12) (12)参考文献 (12)摘要:该文综述了水性聚氨酯漆的发展历史和特性，阐明了发展水性聚氨酯漆的价值和意义。
并且对近几年国内外水性聚氨酯漆丙酮法、预聚体混合法、熔融分散缩聚法、酮亚胺/酮联氮法、保护端基乳化法进行了综合说明。
另外对水性聚氨酯漆所存在的问题进行了总结，并阐述了环氧树脂、有机硅氧烷、丙烯酸酯类及含乙烯基的单体等对水性聚氨酯漆进行改性。
最后对水性聚氨酯漆进行了展望并阐述拉在汽车上、在木器家具上和皮革涂饰的应用。
关键词：水性聚氨酯合成改性应用1、前言1.1 环保与水性涂料虽着涂料工业的发展，涂料的花色、品种、功能越来越多，分工也越来越细，但在涂料的制造和施工过程中因有机溶剂的大量排放而对环境造成巨大的污染。
为限制有机溶剂的排放，涂料的固体化、无溶剂化、水性化已呈发展趋势，业内人士广泛赞同的“4E”涂料（Economy，Efficiency，Ecology，Energy）即指上述涂料。
其中，涂料的水性化是近年来发展十分迅速的一个领域，已有不少成熟的产品和技术在广泛使用[1]。
凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料。
水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料（乳胶涂料）3种。
水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。
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。
聚氨酯研究进展
聚氨酯研究进展第一篇：聚氨酯研究进展聚氨酯树脂的研究进展摘要：本文综述了聚氨酯目前研究热点，其中包括氟硅改性、水性化、非异氰酸酯聚氨酯和聚氨酯纳米复合材料的研究，指出了聚氨酯未来研究方向。
关键词：聚氨酯；氟硅改性；水性；非异氰酸酯；纳米复合材料Research progress of polyurethaneAbstract：This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites, demonstrating future research directions of polyurethane.Keyword: polyurethane;fluorine-modified;non-isocyanate;nano-composites引言聚氨酯树脂(PU)是一种重要的合成树脂，它具有优良的性能，如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能优良，且具有良好的吸振，抗辐射和耐透气性能，具有高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性，而且容易成型加工，并具有性能可控的优点；它的产品形态多样，如泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维素、合成革等；因此广泛应用于交通运输、建筑、机械、家具等诸多领域。
1.氟硅改性氟硅改性聚氨酯是目前研究的热点之一，氟硅具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。
常有两种: 一种方法是将含有羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善聚氨酯的性能；另一种方法是在环氧硅氧烷作为后交联剂引入到体系中，形成环氧交联改性聚氨酯体系。
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。
浅谈绿色水性聚氨酯涂料的研究和应用
02
绿色水性聚氨酯涂料的基本概念和特 点
绿色水性聚氨酯涂料的基本概念
定义
绿色水性聚氨酯涂料是一种以水为分散介质，以聚氨酯树脂为基本成分，添 加各种助剂和颜料等制成的新型涂料。
特点
具有高固体含量、低粘度、非易燃、环保等优点，同时具有优良的耐候性、 耐腐蚀性、耐磨性、柔韧性以及涂层外观美观等特性。
绿色水性聚氨酯涂料的特点
关键技术
控制酯交换反应或醇解反应的条件，如温度、压力、催化剂 等，以获得高质量的聚氨酯预聚物。
关键设备
采用高效的搅拌装置、乳化设备和分散设备，以提高生产效 率和产品质量。
04
绿色水性聚氨酯涂料的性能表征及测 试方法
物理性能表征及测试方法
外观
观察涂料的色泽、颗粒大小及分布、有无 杂质等。
贮存稳定性
要点三
参考文献3
王晓明，刘志刚，李荣等. 绿色水性 聚氨酯涂料的研究进展及发展趋势[J]. 涂料工业，2011，51(8)：78-83.
THANKS
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研究目的和方法
目的
本研究旨在制备一种性能优良的绿色水性 聚氨酯涂料，并探究其在不同领域的应用 效果。
VS
方法
本研究采用文献综述、实验研究和应用测 试相结合的方法进行。首先通过文献综述 了解绿色水性聚氨酯涂料的研究现状和发 展趋势；然后通过实验研究探索涂料的制 备工艺和性能优化方法；最后进行应用测 试，验证涂料的实际应用效果。
绿色水性聚氨酯涂料的制备工艺流程
1 2
合成工艺
采用一步法或两步法制备聚氨酯预聚物，然后 进行乳化、分散处理，得到水性聚氨酯乳液。
乳化工艺
采用高剪切乳化机或超声波乳化器，使聚氨酯 乳液更加稳定、粒度更小。
水性聚氨酯涂料技术研究进展
水性聚氨酯涂料技术研究进展水性聚氨酯涂料是一种环境友好型涂料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着人们环保意识的不断提高，水性聚氨酯涂料的研究和应用愈加受到。
本文将综述水性聚氨酯涂料的背景、研究现状、研究方法、研究结果、结论与展望以及水性聚氨酯防腐涂料的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时人们开始环保和健康，推动了水性涂料的研究和开发。
随着技术的不断发展，水性聚氨酯防腐涂料的应用范围越来越广泛，涉及到石油、化工、冶金、汽车、船舶、桥梁等领域。
目前，国内外对于水性聚氨酯防腐涂料的研究主要集中在配方设计、工艺流程、原料选择、质量控制等方面。
在配方设计方面，水性聚氨酯防腐涂料的成膜物质以聚氨酯为主，同时还需要加入各种功能助剂和填料，以改善涂料的性能。
在工艺流程方面，水性聚氨酯防腐涂料的制备主要涉及混合、搅拌、研磨、过滤等步骤。
在原料选择方面，需要选择低毒性、高性能的原料，以确保涂料的安全性和稳定性。
在质量控制方面，需要对涂料的成分、性能和稳定性进行严格把控，确保产品的质量。
目前，水性聚氨酯防腐涂料已经取得了显著的研究成果。
涂层的防腐性能、物理机械性能、耐化学试剂性能等指标均得到了显著提升。
水性聚氨酯防腐涂料还具有很好的耐磨性、耐候性和抗紫外线性能，可以在各种恶劣环境下使用。
展望未来，水性聚氨酯防腐涂料在工业防腐、海洋防腐、交通防腐等领域的应用前景十分广阔。
在工业防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于石油、化工、冶金等行业的设备防腐，提高设备的耐久性和安全性。
在海洋防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于船舶、码头、海上平台等设施的防腐蚀保护，提高海洋工程的安全性和可靠性。
在交通防腐方面，水性聚氨酯防腐涂料可以应用于汽车、火车、飞机等交通工具的防腐保护，提高交通工具的使用寿命和安全性。
水性聚氨酯防腐涂料的研究和应用进展顺利，已经得到了广泛应用。
未来，随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，水性聚氨酯防腐涂料将会发挥更大的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文[优秀范文5篇]
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浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文[优秀范文5篇]第一篇：浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物(VOC)含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。
水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。
水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。
聚氨酯水分散体涂料1.1 水性聚氨酯分散体的合成聚氨酯(PU)水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。
根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。
丙酮法的扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。
但需回收丙酮溶剂,生产效率低、能耗大。
预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。
近年来聚氨酯水分散体的研究热点有:(1)以脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方面作了大量工作;(2)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影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解动力学;(3)相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺(N PEO)制备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。
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。
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。
水性聚氨酯的研究进展
摘要：简述了水性聚氨酯的研究历程，综述了近年来水性聚氨酯改性的几种改性方法的特点和研究进展;同时由于水性聚氨酯在涂料领域的广泛研究和应用，本文也综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和研究进展。
关键词:水性聚氨酯；改性；聚氨酯涂料；进展1 水性聚氨酯的研究历程1934 年，联邦德国的P. Schlack 在乳化剂和保护胶体的作用下，将二异氰酸酯在剧烈搅拌下乳化于水并添加二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。
21 世纪60 年代，Bayer公司的Dieteric 博士发明了水性聚氨酯的自乳化制备方法，其工艺包括丙酮法、预聚体混合法、热熔法、酮亚胺/甲酮连氮法等，此法提高了水性聚氨酯的稳定性，获得了优良的成膜性。
1967 年水性聚氨酯首次实现工业化并在美国市场问世。
20 世纪70～80 年代，美国、德国、日本等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为生产和应用，有多种牌号的水性聚氨酯产品供应。
1972 年，Bayer 公司率先将水性聚氨酯用作皮革涂饰剂，水性聚氨酯开始成为重要商品。
20 世纪80 年代是水性聚氨酯在生产、应用等方面的完善时期。
20 世纪90 年代以来国外对水性聚氨酯的研究主要集中在双组分水性聚氨酯的合成和其基础理论的研究。
经历50多年的漫长发展道路，水性聚氨酯的制备技术已日趋完善，随着产品性能及人们对环保要求的日益提高，在许多领域正逐步取[1]。
代溶剂型聚氨酯，并显示出巨大的社会效益和经济效益2水性聚氨酯的分类水性聚氨酯是以水为介质的二元胶态体系，聚氨酯粒子分散于连续的水相中，因此又称为水基聚氨酯。
水性聚氨酯按使用形式可分为单组分和双组分两类；按粒径和外观可分为聚氨酯溶液、聚氨酯水分散体、聚氨酯乳液；按分子链上是否有离子基团以及电荷性质，分为阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型。
3水性聚氨酯改性为了更好的提高水性聚氨酯的综合性能, 扩大应用范围, 近年来改性水性聚氨酯研究已成为一大热点, 许多研究学者进行了深入的研究。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展【摘要】本文主要介绍了国内水性聚氨酯胶粘剂的研究进展。
在分析了水性聚氨酯胶粘剂的研究背景和研究意义。
在详细阐述了水性聚氨酯胶粘剂的定义与特点、国内发展历程、性能研究、应用领域以及研究的热点与难点。
在总结了当前研究现状，提出了未来研究方向，并展望了水性聚氨酯胶粘剂的发展前景。
通过本文的阐述，读者可以了解到水性聚氨酯胶粘剂在国内的研究现状，同时也为未来的研究提供了一定的参考和指导。
【关键词】水性聚氨酯胶粘剂、国内研究进展、定义与特点、发展历程、性能研究、应用领域、热点与难点、研究现状、未来研究方向、展望1. 引言1.1 研究背景随着我国经济的迅速发展，水性聚氨酯胶粘剂也开始逐渐受到国内研究者的重视。
国内研究团队以提高水性聚氨酯胶粘剂的性能、降低成本、拓展应用领域等为研究重点，积极探索新的研究方向，取得了一系列令人瞩目的成果。
与国际先进水平相比，国内水性聚氨酯胶粘剂研究仍存在一定差距，需要加大科研投入力度，加强国际合作，提升研究水平和技术创新能力。
对于水性聚氨酯胶粘剂的研究和发展具有重要意义，也为未来国内水性聚氨酯胶粘剂研究提供了有益的启示。
1.2 研究意义研究水性聚氨酯胶粘剂在国内的研究进展具有重要的意义。
水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型的粘接材料，具有优异的性能，可以替代传统的溶剂型胶粘剂，降低VOC排放，符合环保要求，有利于提高生产安全性。
水性聚氨酯胶粘剂在汽车、建筑、航空航天、电子等领域具有广泛的应用前景，对促进产业升级和技术进步具有重要的推动作用。
通过对水性聚氨酯胶粘剂的性能研究和应用探索，有助于加深对其工作原理和机制的理解，为今后产品研发和应用提供技术支持和参考。
对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展的深入探讨具有重要的理论和实践意义，有助于提升我国在这一领域的技术水平和竞争力。
2. 正文2.1 水性聚氨酯胶粘剂的定义与特点水性聚氨酯胶粘剂是一种由水性聚氨酯树脂、交联剂、分散剂和助剂等组成的胶粘剂。
水性聚氨酯涂料的研究进展
聚氨酯涂料 因其 涂 膜 具有 良好 的 耐磨 性 、柔 韧性 、附 着 力 、耐腐蚀性 、耐化学 品性 、硬度大 、高 弹性 等优点 ，且 组分 调节灵活而广泛应用 于家 具涂装 、金 属防腐 、汽车涂装 、飞机
本身粒径要尽可能小 ，以便于在水 中扩散 ；第二 ，还要 使 固化 剂组分 的粘度要尽可能小 ，从而减少有 机溶剂 的用量 ，或根 本
（ 长 江大 学工程技 术 学 院 ，湖北
摘 要 ：随着社会的进步和人们环保意识的增强，环保涂料成为发展的必然趋势。本文就双组分水性聚氨酯涂料的制备方
法 、改 性研 究进行 了概述 ，并指 出水性 聚氨酯涂料 的进一 步研 究方向和市场前景。
关键 词 ：水性聚氨酯；涂料；制备；改性
中图分类 号 ：Ｔ Ｑ ６ ３
ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｂ ｅ ｃ ａ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｊ ｏ ｒ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ ｐ ｏ ｌ ｙ ｕ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ
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水性聚氨酯涂料的制备及性能研究毕业论文
水性聚氨酯涂料的制备及性能研究毕业论文攀枝花学院本科毕业设计（论文）水性聚氨酯涂料的制备及性能研究学生姓名：蒋治国学生学号：202110904010 院（系）：生物与化学工程学院年级专业：2021 级应用化学指导教师：范文娟助理指导教师：常会二��一四年六月攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要摘要现代涂料的发展方向是高效能、高性能、无公害、高环保、低污染、节能且符合可持续发展。
本论文以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、和甲基丙烯酸羟乙酯为单体，用乳液聚合的方法合成了一种可光固化水性丙烯酸酯树脂乳液，与亚硫酸氢钠封端的MDI混合制备了水性聚氨酯丙烯酸酯涂料，考察了反应温度，乳化剂，搅拌速率及单体配比等对乳液聚合的影响，研究了丙烯酸酯乳液与MDI的配比对漆膜性能的影响。
用红外光谱( IR ) 分析了共聚乳液的结构，用差示扫描量热仪（DSC）测试了共聚物的热性能。
结果表明：在80℃时，加入1gOP-10和0.6g十二烷基硫酸钠在150转/分的转速下，各个单体配比合成的乳液性能最好。
关键词：丙烯酸酯，异氰酸酯，乳液聚合，封端I攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTThe development direction of modern paint is a high performance, high performance, non pollution, high environmental protection, low pollution, energy saving and sustainable developmentIn this thesis, butyl acrylate, methacrylic acid, and methyl methacrylate as monomer, by emulsion polymerization to synthesize a kind of light curable waterborne acrylic resin emulsion, and Sodium Bisulfite terminated MDI was prepared by mixing aqueous polyurethane acrylate coatings, the reaction temperature, emulsifier, stirring rate and the molar ratio of monomers on emulsion polymerization of acrylic emulsion, and the ratio of MDI on the properties of coating. Using infrared spectroscopy (IR) analysis of the structure of copolymer emulsion, using differential scanning calorimetry (DSC) thermal properties of the copolymers tested. The results showed that: at 80 ℃, adding 1gOP-10 and 0.6g twelve sodium dodecyl sulfate at 150 rpm, each monomer film performance is the synthesis of the best.Keywords: Acrylate, emulsion polymerization, terminated isocyanaII攀枝花学院本科毕业设计（论文）目录目录1绪论 ........................................................................... (1)1.1 引言 ........................................................................... ................................................. 1 1.2丙烯酸树脂涂料 ........................................................................... .. (1)1.2.1丙烯酸树脂涂料的简介 ........................................................................... ...... 1 1.2.2丙烯酸酯的分类 ........................................................................... .................. 1 1.3聚氨酯涂料 ........................................................................... . (3)1.3.1聚氨酯涂料的简介 ........................................................................... .............. 3 1.3.2双组份聚氨酯涂料 ........................................................................... .............. 3 1.3.3单组份聚氨酯涂料 ........................................................................... .............. 4 1.4 紫外光固化涂料 ........................................................................... .. (4)1.4.1紫外光固化原理 ........................................................................... .................. 4 1.5.2 紫外光固化的设备 ........................................................................... .............. 5 1.5 涂料合成方法 ........................................................................... (6)1.5.1 乳液聚合 ......................................................................................................... 6 1.5.2 原位聚合 ........................................................................... .............................. 7 1.5.3 悬浮聚合 ........................................................................... .............................. 7 1.5.4 接枝聚合 ........................................................................... .............................. 8 1.5.5 本体聚合 ........................................................................... .............................. 8 1.5.6 溶液聚合 ........................................................................... .............................. 8 1.6实验方案及意义 ........................................................................... .. (9)1.6.1 实验方案 ........................................................................... .. (9)1.6.2实验意义 ........................................................................... (9)2实验部分 ........................................................................... . (1)2.1 实验仪器及药品 ........................................................................... .. (1)2.1.1 实验仪器 ........................................................................... .............................. 1 2.1.2 实验药品 ........................................................................... .............................. 1 2.2 实验配方 ........................................................................... ......................................... 1 2.3 实验步骤 ........................................................................... . (2)2.3.1 丙烯酸酯树脂的实验步骤 ........................................................................... .. 2 2.3.2 亚硫酸氢钠封端MDI的实验步骤 ................................................................ 3 2.4 实验测试 ........................................................................... .. (3)2.4.1 产品外观 ........................................................................... (3)i攀枝花学院本科毕业设计（论文）目录2.4.2 固含量 ........................................................................... ................................. 4 2.4.3 转化率 ........................................................................... .................................. 4 2.4.4 粘度测试 ........................................................................... .............................. 5 2.4.5 耐水性测试 ........................................................................... .......................... 5 2.4.6 红外光谱测试 ........................................................................... ...................... 5 2.4.7热性能测试 ........................................................................... .......................... 5 2.4.8黏度的测试 ........................................................................... .......................... 5 2.4.9玻璃转化温度的计算 ........................................................................... . (5)3 结果与讨论 ........................................................................... . (7)3.1 测试结果 ........................................................................... ......................................... 7 3.2 实验现象 ........................................................................... ......................................... 8 3.3实验条件控制 ........................................................................... ................................. 9 3.4 红外光谱分析 ........................................................................... ................................. 9 3.5 DSC测试 ........................................................................... ...................................... 11 3.6 单体配比的影响 ........................................................................... (11)4 结论 ........................................................................... ...................................... 14 参考文献 ........................................................................... .................................. 15 致谢 ........................................................................... (16)ii感谢您的阅读，祝您生活愉快。
水性聚氨酯材料范文
水性聚氨酯材料范文摘要水性聚氨酯是一种具有优异性能的新型复合材料，它的发展具有重大意义。
本文通过介绍水性聚氨酯的原理，结构，性能和应用，分析了其成为一种新型复合材料的原由。
本文进一步讨论了水性聚氨酯材料在建筑，木材，油漆，合金和船体防腐等领域的应用，并重点讨论了水性聚氨酯的优势，指出了其在市场需求中的重要地位。
本文的研究成果表明，水性聚氨酯材料具有良好的耐热性，耐腐蚀性，良好的力学性能，可以满足当今复合材料的发展需求。
关键词：水性聚氨酯、新型复合材料、应用IntroductionWaterborne polyurethane is produced by reacting polyol with isocyanate in water. The reaction forms a cross-linked and three-dimensional network polymer. The degree of cross-linking depends on the amount of isocyanate and the type of curative used. The structure of polyurethane is a network structure, and the repeating unit of the main chain is two kinds of urethane groups and urea groups.Application1、Building materials. Waterborne polyurethane has outstanding waterproof and breathable properties. Therefore, it has been widely used in building materials such as waterproof membranes, foundations and floor materials. Waterbornepolyurethanes can not only protect buildings from rain and water, but also prevent the formation of mold and mildew due to moisture.2、Wood materials. Waterborne polyurethane has great advantages in waterproof, wear resistance and adhesion. Therefore, it has been widely used in wood materials such as furniture, flooring and interior decoration materials. Waterborne polyurethanes can not only protect the wood materials from water and moisture, but also make them more beautiful and strong.3、Paints. Waterborne polyurethane can be used to make all kinds of paints, such as indoor and outdoor paints, oil paints and water-based paints. It can effectively protect the surfaceof the building and make it durable and beautiful.。
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浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文浅析水性聚氨酯涂料研究进展全文如下：随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物 VOC含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。
水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。
水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。
1 聚氨酯水分散体涂料1. 1 水性聚氨酯分散体的合成聚氨酯 PU 水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。
根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。
丙酮法的扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。
但需回收丙酮溶剂,生产效率低、能耗大。
预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。
近年来聚氨酯水分散体的研究热点有: 1以脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方面作了大量工作; 2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影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解动力学; 3相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺 N PEO制备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。
水性聚氨酯分散体的制备工艺涉及到脲链段的生成,有机溶剂的大量消耗,特殊的封端反应, 过量的NCO基含量及特别的反应物如离子型扩链剂 ,其共同缺点是合成工艺复杂,质量可控性差,因此,探索易于控制的水性聚氨酯分散体的合成方法成为该领域的研究热点。
2 聚氨酯分散体涂料的改性研究聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、耐溶剂性不良、硬度、表面光泽度低等,交联改性可以进一步提高聚氨酯水分散体涂料的机械性能和耐化学品性能。
首先,通过选用多官能度的合成原材料如多元醇、多元胺扩链剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。
其次,添加内交联剂,如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂环丙烷类化合物,在碱性条件下相当稳定,在聚氨酯乳液中能稳定存在,涂膜在干燥过程中由于水及中和剂的挥发,使得胶膜中的pH值下降,交联反应得以进行。
另外热活化交联是由封端型异氰酸酯乳液与聚氨酯乳液混合形成稳定的单组分乳液,干燥后进行热处理能使高反应性的N CO基团再生,与聚氨酯分子所含的活性氢基团如羟基、胺基、脲基、聚酯基反应形成交联的涂膜。
自动氧化交联的水性聚氨酯,是将含不饱和键的植物油或其脂肪酸引入其分子链中,由金属催干剂如钴、锰、锆盐来催化自交联,其原理与自干性醇酸相同。
复合改性也可提高聚氨酯乳液的性能,包括环氧树脂、有机硅和丙烯酸酯复合改性。
许戈文等通过环氧改性水性聚氨酯,将环氧树脂较高的支化度引入到聚氨酯主链上,提高乳液涂膜的附着力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性。
王武生等采用氨基丙基三乙氧基硅烷与多异氰酸酯反应合成端硅氧烷聚氨酯预聚体,然后分散于水中,依靠硅氧烷水解缩合扩链交联制备交联水分散聚氨酯。
研究发现这种硅氧烷封端的聚氨酯水分散体形成的涂膜具有优良的耐水性,其涂膜的硬度、抗拉强度随硅含量的增加而上升,具有优良的力学性能。
丙烯酸酯改性聚氨酯乳液 PU A可将聚氨酯的较高的拉伸强度和冲击强度、优异的柔性和耐磨损性能与丙烯酸树脂的良好附着力、较低的成本有机地结合,制备出高固含量、低成本的水性树脂,降低加工能耗。
PUA乳液的制备方法较多,主要包括: 物理共混; 合成带C= C双键的不饱和氨基甲酸酯单体和丙烯酸酯单体共聚; 采用PU乳液作种子,进行种子乳液聚合;封端PU 乳液与含羟基的丙烯酸树脂乳液聚合; 也有采用接枝互穿网络 IPN 进行改性。
新型的PUA复合乳液主要集中在有关PU A的互穿聚合物胶乳、核/壳乳液、超浓乳液、封端型乳液等的合成与性能研究,而该领域具有核壳结构微乳液的结构与性能关系的研究尤受重视。
2 双组分水性聚氨酯涂料双组分水性聚氨酯涂料由含有活泼异氰酸基团的固化剂组分和含有可与异氰酸基团反应的活泼氢羟基的水性多元醇组分组成,分述如下。
2. 1 水性多元醇体系水性双组分聚氨酯涂料的多元醇体系必须具有分散功能,能将憎水的多异氰酸酯体系很好地分散在水中,使得分散体粒径足够小,保证涂膜具有良好的性能。
水性双组分聚氨酯涂料的多元醇有分散体型多元醇粒径小于0. 08μm和乳液型多元醇粒径在0. 08 μm～ 0. 5μm之间。
乳液型多元醇的制备采用乳液聚合技术,具有工艺简单、成本低的优点; 乳液型多元醇的分子量较高,对多异氰酸酯固化剂的分散能力较差; 为了改善涂膜的外观,必须采用亲水改性的多异氰酸酯固化剂,或采用高剪切力混合设备。
分散体型多元醇的制备一般是在有机溶剂中合成含有亲水离子或非离子链段的树脂,通过相转移将树脂熔体或溶液分散在水中得到。
其优点为聚合物的分子量及其分子量分布易于控制。
但分散体多元醇粘度较大,其施工固体含量较高,引入的亲水单体会降低双组分涂膜的耐水性。
根据化学结构分散体型多元醇可分为:聚酯分散体多元醇,丙烯酸分散体多元醇和聚氨酯分散体多元醇。
丙烯酸分散体多元醇具有较低的分子量,较高的羟基官能度,配制的涂膜交联密度较高,具有良好的耐溶剂性、耐化学品性和较好的耐侯性,但涂膜的干燥速度较慢。
聚酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有良好的流动性,涂膜光泽较高,适用于配制高光色漆。
其缺点是聚酯分子链的酯键易水解,聚合物链易产生断裂。
将丙烯酸聚合物接枝到聚酯分子链上制备聚酯-丙烯酸复合分散体多元醇,可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,有利于涂膜的硬度和柔韧性保持良好平衡。
聚氨酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有优异的物理力学性能和耐化学性能,而且可通过调整氨基甲酸酯键的浓度来裁剪涂膜性能。
因此,聚氨酯多元醇分散体是理想的双组分聚氨酯涂料的羟基组分。
2. 2 多异氰酸酯体系选择用于双组分水性聚氨酯涂料体系的固化剂有: 亲水改性多异氰酸酯固化剂、低粘度多异氰酸酯固化剂和较难与水反应的固化剂。
脂肪族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,具有较好的涂膜性能; 缩二脲固化剂由于粘度较高,不易分散,较少直接应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能力,常采用亲水基团对其进行改性。
适合的亲水组分有离子型、非离子型或二者的结合,这些亲水组分与多异氰酸酯具有良好的相容性,作为内乳化剂帮助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耗了固化剂的部分N CO 基,降低了固化剂的官能度,增加了体系的亲水性。
第三类固化剂为叔异氰酸酯固化剂 ,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N CO基与水反应的速度非常慢,可制备无气泡涂膜,但其玻璃化温度高,需玻璃化温度较低和乳化能力较强的多元醇与其配制。
2. 3 双组分水性聚氨酯涂料的成膜水性双组分聚氨酯涂料的成膜初期为物理干燥成膜,随着水分的蒸发,分散体或乳液粒子凝聚, 聚合物链相互扩散和反应。
影响因素有: 其一,水分的蒸发量, 蒸发量越大,物理成膜时间越长,水分的蒸发量由涂料的施工固含量决定; 同时,环境温度和湿度影响水分的蒸发速率。
其二,多元醇和固化剂的粘弹性影响粒子的凝聚过程,粘弹性由聚合物的玻璃化温度、极性、分子量和溶剂或增塑剂含量决定。
最后,聚合物粒子之间的排斥力,起稳定乳液粒子的作用,乳液粒子相互接触,必须克服粒子之间的排斥力。
化学干燥过程比较复杂,涉及到固化剂的NCO 基与多元醇的羟基、水和稳定聚合物粒子的羧基等反应,反应速率取决于施工环境的温度、湿度、反应体系中催化剂含量和基团的反应活性等。
水性双组分聚氨酯涂料体系的固化反应可分为主反应和副反应,以丙烯酸分散体多元醇和亲水改性的多异氰酸酯固化剂组成的双组分水性聚氨酯体系为例,体系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氨基甲酸酯聚合物,副反应包括固化剂可能与共溶剂或中和剂的羟基、胺基、多元醇的羧基及水反应,如Fig. 1所示。
固化剂与水的副反应生成胺和二氧化碳,胺立即与N CO基反应形成脲,随着水分的蒸发和涂膜的形成,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N CO基的反应生成酰胺,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,该反应极大消除涂料体系的亲水性,改善涂膜的耐水性。
采用FT-IR光谱或13 C-NMR光谱可以检测各反应之间的竞争。
为了补充副反应消耗的N CO基,常采用过量的多异氰酸酯固化剂以保证涂膜优异性能。
施工环境和固化条件决定主反应和副反应程度。
室温下水分的蒸发相对较快, 30 min 内水分在涂膜中的浓度下降到2% ～ 3% ,最终的平衡浓度为1%左右。
相对于水分的蒸发速率,涂膜的N CO基的降低速率较慢,室温下30min,只有6% 的NCO基参与反应, 24 h后参与反应的N CO基增大到90% , 完全反应需要几天。
环境温度对干燥过程有重要作用,室温固化过程约有60% 的NCO基与水反应形成脲, 而130℃干燥30 min与水反应的N CO基含量降45低到10%。
随着固化温度升高,生成氨基甲酸酯的含量越多,副反应程度越低。
2. 4 水性双组分聚氨酯体系的缺陷通常选择合适的水性多元醇和固化剂配制双组分水性聚氨酯涂料,其涂膜的光泽、硬度、耐化学性能及耐久性可与溶剂型双组分相当。
但目前许多水性双组分聚氨酯涂料具有不同的缺陷,有的还严重限制了双组分涂料的应用,Tab. 1列出了双组分水性聚氨酯涂料的缺陷。
水性涂料的主要缺陷在于厚膜中易形成气泡和微泡,这是喷涂过程中空气残留在涂膜中引起的。
水性双组分聚氨酯涂料更有可能形成气泡,因为涂膜形成过程中产生二氧化碳以及随涂膜粘度的增大二氧化碳会滞留在涂膜中所致; 二氧化碳的产生来源于NCO基与涂膜中水分的反应。