水性聚氨酯简介
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。
聚碳酸酯水性聚氨酯是什么
聚碳酸酯水性聚氨酯是什么
聚碳酸酯水性聚氨酯,简称为水性PU,是一种新型环保型材料,具有优良的性能和广泛的应用前景。
它是由聚碳酸酯和水性聚氨酯相结合而成的一种高分子复合材料,具有独特的性能优势,被广泛应用于涂料、涂膜、胶粘剂、塑料制品等领域。
首先,聚碳酸酯水性聚氨酯具有优异的环保性能。
相较于传统的有机溶剂型产品,水性PU在生产过程中几乎不产生VOCs挥发性有机化合物的排放,大大减少了对环境的污染。
由此也使得水性PU逐渐成为各行业替代传统溶剂型材料的首选材料之一。
其次,水性PU具有优异的耐候性和耐化学性。
这种材料不仅具有优异的耐水性和耐酸碱性,还可以有效地抵御紫外线的侵蚀,因此在户外应用中有着良好的保护效果,能够保持长期的外观稳定性,并且能够在各种恶劣环境条件下发挥出色的性能。
此外,水性PU还拥有良好的可塑性和加工性能。
其可根据实际需要进行调整配方,以满足不同产品的要求。
水性PU作为一种新型高分子复合材料,还具有良好的粘接性能和机械性能,可以广泛应用于各类塑料制品、建筑涂料、汽车涂装等领域。
总的来说,聚碳酸酯水性聚氨酯以其优越的性能和环保的特点,正在逐步取代传统的有机溶剂型产品,成为各行业的新宠。
未来,随着科技的不断发展和人们对环保的重视,水性PU必将有着更加广阔的应用前景,并将在各个领域展现出更大的潜力和价值。
1。
水性聚氨酯及其改性方法
水性聚氨酯及其改性方法水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,WPU)是一种以水为分散介质的聚氨酯树脂。
相比于传统的有机溶剂型聚氨酯树脂,水性聚氨酯具有环保、无毒、低挥发性、易操作以及涂膜性能优良等特点。
因此,在目前的涂料、胶黏剂、纺织品等领域得到了广泛的应用。
水性聚氨酯的制备方法主要有两种:溶剂法和水分散法。
溶剂法是先将聚合物和有机溶剂混合,然后加入异氰酸酯单体进行反应,最后除去有机溶剂得到产品。
溶剂法制备的水性聚氨酯具有分散性好、颗粒细、粘度低等特点。
而水分散法是利用乳化剂或分散剂使聚合过程发生在水中,再通过蒸发水分形成聚氨酯分散体,最后通过过滤去除杂质得到产品。
水分散法制备的水性聚氨酯无需有机溶剂,更加环保。
1.交联改性:通过引入交联剂,如多异氰酸酯、多醇等,使聚氨酯形成三维网络结构,增强其耐磨性、耐化学品性、耐温性等性能。
2.聚合物分散法:将其他合成树脂或聚合物分散到水性聚氨酯中,形成复合体系,提高涂膜的性能,如增强耐候性、耐刮擦性、硬度等。
3.功能性改性:在水性聚氨酯体系中引入改性剂,如改善流平性和润湿性的表面活性剂、增强抗静电的导电剂等,以增强涂膜的特殊性能。
4.纳米增强:通过引入纳米颗粒,如氧化锌、氧化硅等,以增加涂层的硬度和耐用性。
5.共聚改性:将其他具有特殊功能的单体引入水的聚氨酯反应体系中,并进行聚合,以获得具有特殊性能的共聚物。
综上所述,水性聚氨酯作为一种环保、优良性能的树脂,广泛应用于各个领域。
通过不同的改性方法,可以进一步提高水性聚氨酯的性能,满足不同应用领域的需求。
随着技术的进步,水性聚氨酯的制备方法和改性方法也将不断创新和发展。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯(PU)材料是一种新型环保材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
它是一种以水为分散介质的聚氨酯树脂,与传统的有机溶剂型聚氨酯相比,具有无毒、无味、无污染、易于操作等优点,被广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体、合成革、纺织品涂层等领域。
首先,水性聚氨酯材料在涂料领域具有独特的优势。
传统的有机溶剂型聚氨酯涂料在施工过程中会释放出大量的有机溶剂,对环境和人体健康造成危害。
而水性聚氨酯涂料采用水作为分散介质,不含有机溶剂,具有低VOC(挥发性有机化合物)排放、低气味、低污染的特点,符合现代人们对环保和健康的需求。
此外,水性聚氨酯涂料还具有良好的附着力、耐候性和耐化学性,能够在金属、塑料、木材等多种基材上形成坚固、耐久的保护膜,广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。
其次,水性聚氨酯材料在胶粘剂领域也有着重要的应用。
由于其优异的粘接性能、耐化学性和耐候性,水性聚氨酯胶粘剂被广泛应用于纺织品、鞋材、包装材料等行业。
与传统的有机溶剂型胶粘剂相比,水性聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂,具有低气味、低污染的特点,符合国家对环保产品的要求。
而且,水性聚氨酯胶粘剂还具有优异的粘接性能,能够在不同材料之间形成牢固的结合,提高产品的质量和使用寿命。
此外,水性聚氨酯材料还在弹性体、合成革、纺织品涂层等领域有着广泛的应用。
它可以用于制备高弹性的弹性体制品,具有良好的柔韧性和耐磨性,被广泛应用于鞋底、汽车减震器、运动器材等领域。
同时,水性聚氨酯材料还可以用于制备合成革,具有质地均匀、手感舒适、耐磨耐刮的特点,被广泛应用于家具、汽车内饰、箱包等领域。
此外,水性聚氨酯涂料还可以用于纺织品涂层,提高纺织品的耐水性、耐洗性和耐磨性。
总之,水性聚氨酯材料具有优异的性能和广泛的应用前景,在涂料、胶粘剂、弹性体、合成革、纺织品涂层等领域都有着重要的应用。
随着人们对环保和健康的要求不断提高,水性聚氨酯材料将会在更多领域得到应用和推广,成为未来发展的重要方向。
水性聚氨酯简介
水性聚氨酯胶黏剂简介一、水性聚氨酯胶黏剂分类到目前为止,水性聚氨酯的研究已有60多年,其有各种各样的分类方式,通常采用的分类方式有以下六种。
1、按使用形式分类按使用形式分类,可分为单组份与双组分水性聚氨酯。
(1)单组份水性聚氨酯单组份水性聚氨酯应用最早,一般指可直接投入生产使用的或者无需交联剂的水性聚氨酯,有着耐水性较差的缺点,但通过交联改性可以获得较高的稳定性、力学性能、耐水性的提升。
(2)双组分水性聚氨酯双组分水性聚氨酯是指多异氰酸酯预聚体与多元醇两个组分,其单独使用时不能直接投入生产,必须添加交联剂。
使用时将两组分混合,多异氰酸酯与多元醇和空气中的水反应,生成聚脲与聚氨酯,从而产生交联。
双组分水性聚氨酯的耐水性较好,但多异氰酸酯与水反应生成CO2,导致聚氨酯胶膜气泡较多,外观较差,且不环保。
2、按亲水基团分类根据水性聚氨酯分子主链或者侧链上的离子基团性质或是否携带离子基团,可将其分为阴离子、阳离子和非离子型。
(1)阴离子型水性聚氨酯因为反应完全、综合性能好而最为常用,可以分为羧酸型和磺酸型,其离子基团一般在侧链上。
(2)阳离子型水性聚氨酯为主链或侧链上含有锍离子或铵离子的水性聚氨酯,亲水的铵离子一般由含氨基的扩链剂经酸化或者烷基化的反应形成,也可以将含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷以及酸反应生成,阳离子型水性聚氨酯的主要缺点是热稳定性与力学性能较差。
(3)非离子型水性聚氨酯的分子主链或侧链中不带有亲水离子基团。
要使非离子型水性聚氨酯乳化,就必须加入乳化剂并在高速旋转的剪切乳化机下乳化,也可以通过形成非离子亲水基团来进行乳化,如羟甲基,非离子型的水性聚氨酯耐水性较差。
3、按原料分类水性聚氨酯的主要原料为低聚多元醇和多异氰酸酯。
(1)低聚多元醇按主要原料多元醇分类,有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四氢呋喃、聚丙烯酸多元醇、丙烯酸酯、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯二醇、蓖麻油、聚酯酰胺、聚丁二烯二醇等,主要使用的是聚酯型二元醇和聚醚型二元醇。
水性聚氨酯的用途
Байду номын сангаас 录
• 引言 • 水性聚氨酯的特性 • 水性聚氨酯的应用领域 • 水性聚氨酯的优势与挑战 • 水性聚氨酯的发展趋势 • 结论
01 引言
主题简介
• 水性聚氨酯是一种以水为分散介质的聚氨酯材料,具有环保、 低VOC排放等优点,广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰等领 域。
聚氨酯简介
03
随着技术的不断进步和市场需 求的变化,水性聚氨酯的应用 领域将进一步拓展,市场前景 广阔。
未来展望
01
针对水性聚氨酯的性能和应用领域,需要加强基础研究,提高 材料性能和稳定性,以满足更广泛的应用需求。
02
探索水性聚氨酯与其他高分子材料的复合技术,以实现性能互
补,拓展应用领域。
推动水性聚氨酯在绿色建筑、新能源、生物医疗等领域的应用,
纳米复合材料的应用
将纳米材料与水性聚氨酯结合,制备出具有优异性能的纳米复合材 料,如增强耐磨性、提高阻隔性能和改善导电性等。
市场前景
1 2
市场需求持续增长
随着环保意识的增强和工业领域对高性能涂料的 不断需求,水性聚氨酯的市场需求将持续增长。
拓展应用领域
水性聚氨酯在建筑、汽车、家具、纺织等领域的 应用逐渐扩大,将进一步推动其市场发展。
环保性
低VOC排放
水性聚氨酯以水为分散介质,不含有害的 有机溶剂,因此对环境友好,减少了对空 气和水的污染。
水性聚氨酯在生产和使用过程中VOC排放 量极低,符合现代绿色环保的要求。
高附着力
优异的物理性能
水性聚氨酯对各种基材如金属、塑料、木 材等都具有优良的附着力,可广泛应用于 各种材料的涂装和保护。
应用领域有限
由于水性聚氨酯的性能和应用 领域有限,其应用范围受到一
水性聚氨酯
外乳化法
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。 自乳化法制得的水性聚氨酷,乳液粒径小,稳定性高, 成膜性、粘附性好,是目前制备水性聚氨酯的主要方 法。
引入的亲水基团
自乳化制备水性聚氨酯的主要方法:
1.溶液法是在低沸点的能和水充分混合的惰性溶剂 (如丙酮、
甲乙酮和四氢呋喃,由于大多数采用丙酮为溶剂,故溶液法又被广
氢键的影响: 氢键可直接影响力学性能外,还可以影响聚集态结构。 如硬段之间的氢键能促进硬段的取向和有序排列,有利于 微相分离。 耐热性能与结构的关系: 聚氨酯的耐热性可用其软化温度和热分解温度来衡量。 一般来说,分子量提高,硬段的刚性和比例增加,交联密 度增大,均有利于提高软化温度。聚氨酯的分解温度则取 决于大分子结构中各基团的耐热性。
1. 按外观分类
名称 状态 外观 水溶液 溶解~胶体 透明 分散液 分散 半透明乳白 乳液 分散 白浊
粒径,μm
分子量
<0.001
1000~10000
0.001~0.1
数千~20万
>0.1
>5000
聚氨酯疏水性强,不能直接溶于水,也很难分散在水中。因此,用传统的工 艺先合成聚氨酷后,再分散到水中的方法不能制得水性聚氨酯,又由于异氰 酸酯遇水即迅速反应,也很难在水中进行制备,因而必须采用新的方法来合 成水性聚氨酯。
水性聚氨酯
2016.9.3
水性聚氨酯概念 水性聚氨酯分类 水性聚氨酯制备方法 水性聚氨酯影响性能的因素
水性聚氨酯的概念
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系, 也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。 水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容 性好、易于改性等优点。 水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革 涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯材料是一种新型的环保型高分子材料,它具有优异的性能和广泛的应用领域。
水性聚氨酯材料以水作为溶剂,不含有机溶剂,具有低挥发性和低毒性,对环境和人体健康无害,是一种绿色环保的材料。
本文将从水性聚氨酯材料的性能特点、制备工艺、应用领域等方面进行介绍。
一、水性聚氨酯材料的性能特点。
1. 环保性,水性聚氨酯材料以水为溶剂,不含有机溶剂,不会产生挥发性有机化合物,对环境无污染,符合环保要求。
2. 耐候性,水性聚氨酯材料具有优异的耐候性,能够在室外环境下长期使用而不发生老化、褪色等现象。
3. 耐化学性,水性聚氨酯材料具有良好的耐化学性,能够抵抗酸碱、溶剂等化学物质的侵蚀,具有较强的耐腐蚀性。
4. 耐磨性,水性聚氨酯材料具有良好的耐磨性,能够承受一定的摩擦和冲击而不易损坏。
5. 耐温性,水性聚氨酯材料具有较高的耐温性,能够在一定温度范围内保持稳定的性能。
6. 耐水性,水性聚氨酯材料具有良好的耐水性,能够在潮湿环境下长期使用而不发生变形、腐蚀等现象。
二、水性聚氨酯材料的制备工艺。
水性聚氨酯材料的制备工艺主要包括原料准备、反应制备、加工成型等步骤。
其主要原料包括聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等。
制备工艺流程一般包括以下几个步骤:1. 原料准备,将所需的聚醚多元醇、异氰酸酯、交联剂、助剂等原料按一定配方准备好,保证原料的质量和比例。
2. 反应制备,将聚醚多元醇、异氰酸酯等原料按一定比例混合,在一定条件下进行反应,生成水性聚氨酯树脂。
3. 加工成型,将制备好的水性聚氨酯树脂进行加工成型,可以通过涂覆、浸渍、喷涂、注塑等方式进行加工成各种形状的制品。
三、水性聚氨酯材料的应用领域。
水性聚氨酯材料具有广泛的应用领域,主要包括涂料、胶粘剂、印刷油墨、合成革、纺织品涂层、建筑防水材料等。
具体包括以下几个方面:1. 涂料,水性聚氨酯涂料具有优异的耐候性、耐磨性和耐化学性,广泛应用于汽车、家具、建筑等领域。
水性聚氨酯的主要用途
水性聚氨酯的主要用途水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,简称WPU)是一种以水作为离子液体的分散剂,将聚氨酯颗粒分散于水介质中的乳液。
它由两个主要组分组成,一是聚异氰酸酯(Polyisocyanate),二是聚醚或聚酯,这两种物质通过反应生成聚合物。
水性聚氨酯具有延展性好、光泽度高、耐光性好等优点,并且在适当的情况下也具有高强度和耐磨性。
它在各个领域有广泛的应用,以下是水性聚氨酯的主要用途:1. 涂料和油漆:水性聚氨酯在涂料和油漆行业中被广泛使用。
它可以用于室内和室外的木材、金属、塑料等基材的涂装,其具有良好的耐久性和抗磨损性。
它在汽车修复、家具制造、建筑装修等领域发挥着重要作用。
2. 胶水和粘合剂:水性聚氨酯可以用作胶水和粘合剂,用于粘接各种材料,如木材、纸张、皮革、橡胶、布料等。
这种胶水具有良好的粘接性能和强度,广泛用于家具制造、制鞋业、包装业等。
3. 印刷和涂层:水性聚氨酯可以用于印刷油墨和涂层材料。
它可以提供光滑均匀的涂层,并具有优异的耐磨性和耐化学品腐蚀性。
这些特性使得水性聚氨酯成为印刷、包装、纺织印染等行业的理想选择。
4. 皮革和纺织品:水性聚氨酯可用于制作人造革和涂层纺织品。
它可以提供良好的弹性和耐用性,使得人造革更接近天然皮革。
水性聚氨酯涂层还可以在纺织品上形成一层薄膜,提供较好的防水性和耐磨性。
5. 包装材料:水性聚氨酯可以用于食品和药品包装材料的涂层。
它具有良好的耐油脂和耐化学品腐蚀性,可以保护包装材料不受外界环境的影响,并延长产品的保持期限。
6. 粘土和泡沫:水性聚氨酯可以用于制作粘土和泡沫材料。
它可以增加粘土的强度和耐久性,并提供泡沫的柔软性和弹性。
这些材料广泛应用于艺术和手工制作。
7. 医疗器械:水性聚氨酯可以用于制作医疗器械和医用材料。
它可以提供柔软的表面和良好的生物相容性,适用于手术器械、医用胶带和伤口敷料等。
总结来说,水性聚氨酯作为一种环保、高性能的材料,在各个领域都有广泛应用。
水性聚氨酯PUD
水性聚氨酯PUD概述水性聚氨酯(Polyurethane Dispersion,简称PUD)是一种新型环保性涂料,是氨基聚合物分散体系,与传统溶剂型涂料相比,具有无挥发有机物、无毒、无味等优点。
PUD具有良好的物理机械性能、化学稳定性和高效的硬化反应,可用于各种基材的涂装,例如金属、木材、纸张、塑料、橡胶和纺织品等。
特点1. 环保PUD是一种水性环保涂料,与传统的溶剂型涂料相比,具有外延性好,耐久性好,无毒无味,无污染等特点。
2. 优良的性能PUD具有良好的适用性、良好的耐磨性、化学稳定性和漆膜硬度等优点;在涂料配方上,可以调配不同的改性剂和辅助材料增加其特性。
3. 工艺性好PUD与传统的溶剂型涂料不同的是,PUD是一种水性涂料,可以通过喷涂或者刷涂等方式进行涂装,其涂装工艺性好,可与各种工艺设备配套使用。
4. 应用广泛PUD可以应用于各种基材,如木材、金属、纸张、塑料、橡胶和纺织品等,可以用于家具、地板、汽车、电子、纸品等领域。
主要应用1.木器家具在木器家具方面,PUD可以用于平面家具、橱柜、门窗等木制品的表面装饰和保护,可以防止家具表面发黄、变色和开裂等现象,同时具有良好的耐刮擦性和耐磨性。
2.车辆在汽车方面,PUD可以用于车身和内饰的涂装,可以提供良好的耐造纸性、耐紫外线性和防腐蚀性能,同时保证舒适的触感和色泽。
3.电子在电子方面,PUD可以用于涂装电子产品的表面,可提供电子产品的抗氧化、耐摩擦性和表面平整性。
4.纺织品在纺织品方面,PUD可以用于纺织品的涂布和增加纺织品的质感、色泽和手感,同时可以防止纺织品的色泽褪色、污渍和变形。
结论目前,中国市场上的PUD涂料得到了广泛的应用和推广。
虽然PUD具有许多优点,但在使用过程中,也存在一些问题,例如生产成本高,涂装时间长等。
未来,我们可以通过不断的技术更新和技术创新,进一步发掘PUD的优点和应用价值,助力中国的环保事业。
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。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯材料是一种环保、高性能的涂料材料,其分子结构中带有羟基和脂肪酸基团,可以与水反应形成固态的聚合物。
相比传统的溶剂型聚氨酯涂料,水性聚氨酯材料具有许多优势,下面将从环保性、性能特点和应用领域三个方面进行介绍。
首先,水性聚氨酯材料具有优良的环保性能。
传统的溶剂型聚氨酯涂料中所含有的有机溶剂会产生大量的挥发性有机物(VOCs),对环境和人体健康造成潜在危害。
而水性聚氨酯涂料采用水作为溶剂,不含有机溶剂,可以有效减少挥发性有机物的排放,符合环保要求。
此外,水性聚氨酯材料不产生有害气味,安全无毒,使用起来更加放心和舒适。
其次,水性聚氨酯材料具有出色的性能特点。
水性聚氨酯涂料具有耐磨、耐候、耐寒、耐化学腐蚀等多种性能,能够在不同的环境条件下保持杰出的物理和化学性能。
此外,水性聚氨酯材料还具有良好的附着力和耐久性,能够长时间保持涂层的稳定性和美观度。
同时,水性聚氨酯涂料还具有可塑性强、粘结力好、施工方便等特点,可以满足不同场景和需求的涂装要求。
最后,水性聚氨酯材料在各个领域有广泛的应用。
在建筑领域,水性聚氨酯涂料可以用于建筑物外墙、屋顶、地板等部件的涂装,具有良好的防水、抗紫外线、耐候性能。
在汽车制造领域,水性聚氨酯涂料可以应用于车身、车顶、车轮等零部件的涂装,具有优异的耐刮擦、耐化学腐蚀、耐高温性能。
此外,水性聚氨酯材料还可用于家具、金属制品、电子产品等多个行业的涂装,应用广泛。
综上所述,水性聚氨酯材料作为一种环保、高性能的涂料材料,具有优良的环保性能、出色的性能特点和广泛的应用领域。
随着人们对环保和健康的重视,水性聚氨酯材料必将在未来得到更广泛的应用和推广。
水性聚氨酯介绍
1、水性聚氨酯的概述
聚氨酯的定义: 聚氨酯(polyurethane)是聚氨基甲酸酯的简称 ,是主链上含有重复氨基甲酸
酯基团 (—NHCOO—)的大分子化合物的统称。 聚氨酯是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
根据所用原料官能团的不同,可以是线性结构或体型结构。 水性聚氨酯是指聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯树脂。
羧甲基纤维素、羟甲基纤维素等 丙酮、甲乙酮、甲苯等 去离子水
13、水性聚氨酯合成方法
按水性化方法: 外乳化法 内乳化法:预聚体法、丙酮法、熔融分散法、酮亚胺连氮法
14、内乳化法
内乳化法,又称为自乳化法,是指聚氨酯链段中含有亲水成分,因而无需乳化 剂即可形成稳定乳液的方法。
内乳化法制得的聚氨酯分散液粒径较小,且粒径分布较窄,分散液储存稳定, 成膜后胶膜的力学和其它应用性能优良。亲水基团可通过多元醇或扩链剂导人 聚氨酯分 子结构中,一般多借助含亲水基团扩链引入硬段中。
数千-20万 <5000
按使用形式分类: 按使用形式分为单组份和双组份两类。
4、水性聚氨酯的分类2
按亲水性基团的性质分类: 根据聚氨酯分子侧链和主链上是否含有离子基团,水性聚氨酯可分为阴离子型、 阳离子型、非离子型和混合型。 阴离子型:分子主链或侧链上含有阴离子型亲水性基团; 阳离子型:分子主链或侧链上含有铵离子或锍离子; 非离子型:分子中不含有离子基团; 混合型:分子结构中同时具有离子型及非离子型亲水基团或链段。
15、内乳化过程
内乳化过程可分为三个阶段。 第一阶段:含有离子的硬段吸附水分子,破坏由离子缔合作用形成的凝胶现象,
表现为粘度下降。 第二阶段:水分子进入亲水相后,硬段和软段都将排列成整齐有序状态,形成
水性聚氨酯
印染助剂
水性PU 作为印染助剂, 可用作涂料印花的低 温粘合剂、无纺布粘合剂、层压粘合剂、织 物上浆剂,引入特殊基团的水性PU 可制成耐 火阻燃的整理剂, 还可作为羊毛制品的硬挺防 缩剂、防腐防霉剂、耐化学整理剂等。
[7]
皮革涂饰
皮革涂饰一般由水性 水性PU 树脂 树脂、染料、助剂等 水性 组成, 树脂是其中的关键成分.
[3][4]
水性聚氨酯的分类
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 分散液、 分散液 氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散 氨酯水溶液 液,本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液。 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 双组 单组分及双组 单组分 分两类。可直接使用,或无需交联剂即可得到所需 分两类 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 阴离子型、 阴离子型 子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物 子型、非离子型 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 磺酸型、 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 铵离子(一 铵离子 般为季铵离子)或锍离子的水性聚氨酯,绝大多数情况是季 般为季铵离子 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 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 混合型 非离子型亲水基团或链段。
水性聚氨酯
(2)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。多异氰酸酯组分与苯酚、丙二酸酯、己内酰胺等封闭剂反应生成氨酯键,而氨酯 键在加热的情况下又裂解生成异氰酸酯,再与羟基组分反应生成聚氨酯。因此封闭型聚氨酯水性涂料的成膜就是 利用不同结构的氨酯键的热稳定性的差异,以较稳定的氨酯键来取代较弱的氨酯键。封闭剂的种类很多,但是芳 香族异氰酸酯水性聚氨酯涂料主要用苯酚或甲酚。
比较而言,外乳化法制备的乳液中,由于亲水性小分子乳化剂的残留,影响固化后聚氨酯胶膜的性能,而自 乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制备以离子型自乳化法为主。
(2)预聚体法、丙酮法、熔融分散法
自乳化法制水性聚氨酯最常用的方法有预聚体分散法和丙酮法。预聚体法即在预聚体中导入亲水成分,得到 一定粘度范围的预聚体,在水中乳化同时进行链增长,制备稳定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
水性聚氨酯
以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系
01 特点
03 制备方法 05 主要品种
目录
02 分类 04 原料 06 应用
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚 氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂,有着无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
水性聚氨酯材料
水性聚氨酯材料水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,简称WPU)是一种环保型的高性能涂料材料,具有优异的物理性能和化学性能,被广泛应用于涂料、胶粘剂、印刷油墨等领域。
水性聚氨酯材料是由聚醚多元醇、异氰酸酯、助剂和溶剂等组成的,其制备过程中不含有机溶剂,具有低挥发性和低VOC排放的特点,符合当今环保要求。
本文将从水性聚氨酯的特性、应用领域和发展前景等方面进行介绍。
水性聚氨酯具有优异的物理性能和化学性能。
首先,水性聚氨酯具有优异的耐磨性和耐化学腐蚀性,能够在恶劣环境下保持稳定性。
其次,水性聚氨酯具有较高的弹性和柔韧性,能够适应各种变化的外力作用。
此外,水性聚氨酯还具有优异的附着力和耐候性,能够长时间保持良好的外观和性能。
总的来说,水性聚氨酯具有综合性能优异的特点,能够满足各种不同领域的需求。
水性聚氨酯在涂料、胶粘剂、印刷油墨等领域有着广泛的应用。
在涂料领域,水性聚氨酯可以用于木器涂装、金属涂装、塑料涂装等多种涂装领域,具有良好的光泽度和耐磨性。
在胶粘剂领域,水性聚氨酯可以用于制备各种类型的胶粘剂,具有优异的粘接性能和耐化学腐蚀性。
在印刷油墨领域,水性聚氨酯可以用于制备各种类型的油墨,具有良好的印刷性能和耐久性。
可以看出,水性聚氨酯在各个领域都有着广泛的应用前景。
水性聚氨酯作为一种环保型材料,具有良好的发展前景。
随着人们环保意识的增强,传统的有机溶剂型涂料逐渐被水性涂料所取代,而水性聚氨酯作为一种优秀的水性涂料材料,必将受到更广泛的关注和应用。
此外,随着科技的不断发展,水性聚氨酯的制备工艺和性能将不断得到提升,使其在各个领域的应用范围将会更加广泛。
因此,可以预见,水性聚氨酯作为一种环保型材料,将会在未来取得更大的发展。
综上所述,水性聚氨酯具有优异的物理性能和化学性能,被广泛应用于涂料、胶粘剂、印刷油墨等领域,具有良好的发展前景。
随着人们环保意识的增强和科技的不断发展,水性聚氨酯必将在未来取得更大的发展,成为涂料领域的主流产品。
水性聚氨酯的合成及应用
水性聚氨酯的合成及应用水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane, WPU)是一种特殊的聚氨酯树脂,具有良好的环境友好性和广泛的应用前景。
本文将介绍水性聚氨酯的合成方法、特性以及其在涂料、胶黏剂和纺织品等领域的应用。
一、水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的合成可以通过两种主要方法实现:一种是预聚体法,另一种是原位乳化法。
1. 预聚体法预聚体法是通过将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物反应,形成异氰酸酯预聚体。
然后,将预聚体与含有胺官能团的化合物反应,生成聚醚型或聚酯型水性聚氨酯。
需要注意的是,在反应过程中,需要添加适量的表面活性剂和乳化剂来帮助稳定乳液。
2. 原位乳化法原位乳化法是将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物、氨基功能的稳定乳化剂以及乳化剂反应,直接形成乳液。
该方法与预聚体法相比,更加简便和高效。
二、水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著的特性:1. 环保性与传统的溶剂型聚氨酯相比,水性聚氨酯不含有机溶剂,因此减少了挥发性有机化合物的排放,对环境污染更小。
同时,水性聚氨酯在应用过程中,不会产生有毒气体,对操作者的安全也更有保障。
2. 膜性能优良水性聚氨酯具有良好的强度、韧性和耐候性。
其形成的薄膜可提供优异的涂层性能,具有良好的抗刮擦性、耐化学品侵蚀性和抗氧化性等特点。
3. 附着力强水性聚氨酯可以与多种基材良好地附着,包括金属、塑料、玻璃等。
在涂料和胶黏剂领域,其优异的附着力使其成为一种理想的材料。
三、水性聚氨酯的应用水性聚氨酯在多个领域具有广泛的应用前景。
1. 涂料作为一种环保型涂料原料,水性聚氨酯具有优异的防护性能和装饰效果。
它可以应用于室内外墙面、家具、汽车、船舶等领域,为表面提供持久的保护。
2. 胶黏剂水性聚氨酯具有良好的粘接性能和耐湿性,适用于纸张、金属、木材等材料的粘接。
在制造行业中,水性聚氨酯胶黏剂得到广泛应用,如家具制造、包装行业和纸制品加工等。
3. 纺织品水性聚氨酯可用作纺织品的涂层剂和涂料。
水性聚氨酯范文
水性聚氨酯范文水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,简称WPU),作为一种新型环保型胶黏剂,近年来广泛应用于各个领域。
它具有优异的性能和多样化的应用,被认为是未来胶黏剂发展的方向。
本文将从水性聚氨酯的概念、制备工艺、应用领域及发展前景等几个方面进行介绍。
首先,水性聚氨酯是指聚氨酯树脂与水形成的分散体系。
与传统的有机溶剂型聚氨酯相比,水性聚氨酯具有无毒、无污染、无溶剂挥发等优点,可以有效降低对环境的影响。
水性聚氨酯分为阴离子型和阳离子型两种,根据具体应用需求选择不同类型。
其次,水性聚氨酯的制备过程通常包括原料准备、预聚体制备、分散剂的选择等步骤。
首先,需要准备聚氨酯树脂、活性氢化合物和酸基催化剂等原料。
然后,将原料按照一定比例加入反应釜中,控制温度和反应时间进行预聚体制备。
最后,通过选择适当的分散剂和乳化剂,将预聚体分散到水中,形成稳定的分散体系。
制备过程中需要注意反应条件的选择和控制,以及分散体系的稳定性。
水性聚氨酯具有广泛的应用领域。
首先,它在涂料行业中的应用十分广泛。
水性聚氨酯可以用于木器涂料、金属涂料、塑料涂料等各种涂料体系,具有良好的附着力、耐磨性和耐化学腐蚀性。
其次,在胶黏剂领域,水性聚氨酯可以作为粘合剂用于各种材料的黏接,例如纸张、布料、皮革等。
再次,水性聚氨酯还可以用于纤维加工、印刷工业、涂层和胶带等行业。
最后,水性聚氨酯作为一种环保型胶黏剂具有很大的发展前景。
随着环保意识的增强,对于传统胶黏剂的需求将逐渐减少,而水性聚氨酯作为一种绿色环保的产品将逐渐取代传统胶黏剂,成为未来的发展方向。
同时,随着制备工艺的不断改进和技术的进步,水性聚氨酯的性能和应用领域也将得到进一步的扩展。
综上所述,水性聚氨酯作为一种新型环保型胶黏剂,具有广泛的应用领域和良好的发展前景。
随着环保和可持续发展的要求不断提高,水性聚氨酯将逐渐取代传统胶黏剂成为主流,促进胶黏剂行业的持续发展。
水性聚氨酯的制备与性能
水性聚氨酯的制备与性能水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane,简称WPU)是一种以水作溶剂或分散介质的聚氨酯树脂。
相对于传统的有机溶剂型聚氨酯,水性聚氨酯具有可溶性好、可分散性好、环保性强等优点,广泛应用于涂料、胶粘剂、纤维处理剂等领域。
本文将介绍水性聚氨酯的制备方法和性能特点。
一、水性聚氨酯的制备方法1.环氧化物与异氰酸酯反应法:先将环氧化物与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体,然后将预聚体与水发生开环反应,生成水性聚氨酯。
2.改性醇酸与异氰酸酯反应法:将改性醇酸与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体,然后与水发生开环反应,生成水性聚氨酯。
3.水溶性聚酯与异氰酸酯反应法:将水溶性聚酯与异氰酸酯反应生成异氰酸酯预聚体,然后与水发生开环反应,生成水性聚氨酯。
4.乳化法:通过乳化剂将异氰酸酯分散到水中,然后加入反应物进行反应,生成水性聚氨酯。
二、水性聚氨酯的性能特点1.耐候性好:水性聚氨酯具有较好的耐候性,能够在室外长时间使用而不发生颜色变化、光泽下降等情况。
2.耐热性好:水性聚氨酯具有较高的热稳定性,能够在高温条件下保持较好的性能。
3.强度高:水性聚氨酯具有较高的强度和硬度,能够提供优良的物理性能和机械性能。
4.耐化学腐蚀性强:水性聚氨酯对酸、碱、溶剂等具有较好的耐腐蚀性,能够在化学环境中保持稳定。
5.低挥发性:由于水是溶剂或分散介质,水性聚氨酯相对于有机溶剂型聚氨酯具有较低的挥发性。
6.环保性好:水性聚氨酯采用水作为溶剂或分散介质,不含有机溶剂,具有良好的环保性。
三、水性聚氨酯的应用领域1.涂料:水性聚氨酯因其优异的性能和环保特点,被广泛应用于各类涂料中,例如家具涂料、木器涂料、金属涂料等。
水性聚氨酯涂料具有耐候性好、附着力强、耐磨性好等优点。
2.胶粘剂:水性聚氨酯在胶粘剂领域也有广泛的应用,例如纸张胶粘剂、木制品胶粘剂、皮革胶粘剂等。
水性聚氨酯胶粘剂具有粘接强度高、耐水性好、耐寒性好等特点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
聚氨酯涂料在建筑领域有着广泛的应用和研究,随着各国对环保和节能的日益重视,其发展从最初的溶剂型到现在的水性化。
与溶剂型聚氨酯涂料相比,水性聚氨酯(WPU)涂料具有无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点,属于当今的绿色高分子材料。
近年来,由于社会经济快速增长,建筑行业不断发展,建筑涂料日益受到人们的重视,已经成为涂料工业中增长最快的涂料品种;WPU涂料将聚氨酯树脂所固有的强附着力、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料低的VOC含量相结合,在建筑市场发挥着举足轻重的作用。
1·水性聚氨酯涂料在建筑领域的应用建筑涂料广泛应用于建筑物的装饰和保护,要求是能抵御外界环境对建筑物的破坏,能对建筑物的防霉、防火、防水、防污、保温、防腐蚀等起保护功能;更重要的是低毒或者无毒、不易燃,对人类来说有足够的安全性。
WPU涂料所具备光泽性、柔韧性、耐候性、耐溶剂等优异性能以及无毒、环保的优点,使其在建筑领域大放异彩。
1.1地坪涂料地坪涂料是一类应用于水泥基层的涂料,要求具备耐磨、防滑、耐腐蚀、耐沾污等性能。
WPU涂料所具备的柔韧可调整和环保等优势,在地坪领域所占的份额越来越大。
对于单组分WPU,需要通过交联改性来获得优异的力学性能、耐水性、耐溶剂性以及耐老化性,从而满足地坪涂料的要求。
而双组分WPU自身所具有的易清洗、耐磨性、耐刮擦性、耐化学品等优异的性能,在地坪领域应用十分广泛。
陈凯研究一种双组分WPU地坪涂料,是由硅丙水分散体的OH基团和多异氰酸酯NCO基团两组分配制而成。
结果发现,有机硅氧烷单体加入量、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。
当硅氧烷单体质量分数为5%~10%、羟基量为2.8%~3.0%、酸值在25~36mgKOH/g、玻璃化转变温度为40~58℃条件下合成高性能含羟基硅丙树脂,将其与固化剂配制的地坪涂料涂膜性能最佳;其涂膜坚硬、耐久,具有很好的耐水性、耐蚀性、耐划伤性和耐擦洗性。
沈剑平等研究发现,只要选材得当,双组分WPU涂料可以实现非常优异的综合性能。
用基于多元醇分散体BayhydrolAXP2695和多异氰酸酯BayhydurXP2487/1研发的白漆,以60kg的压力将40mm×40mm的冬季防滑胎压放在涂料样板上,常温压放1d后,在50℃下压放3d,发现其漆膜表面仅留下轻微的印痕,并且可以用乙醇轻易地擦拭干净。
最新的研究表明,某些高交联密度的双组分WPU地坪涂料具有优异的抗热胎痕的性能。
1.2建筑防水涂料目前在建筑防水领域,溶剂型聚氨酯涂料应用比较广泛;但随着环保的力度的加大,涂料势必要向无溶剂、水性化方向发展。
WPU由于引入亲水集团,涂料的耐水性不佳,无法满足建筑防水涂料的需求,所以可以通过改性来提高和改善相应性能。
罗春晖等采用氮丙啶对阴离子WPU分散体(PUD)进行交联改性,结果表明,室温下氮丙啶可与PUD链上的羧基反应,其加入可以显著改善涂膜的耐水性、耐溶剂性及耐沾污性。
沈一丁等以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇(PTMG)以及二羟甲基丙酸为主要原料合成聚氨酯预聚体,并引入含酮羰基的双羟基化合物(DDP)与预聚体进行交联,再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性,合成了稳定高交联度脂肪族WPU,研究结果表明,KH550能显著改善水性聚氨酯的力学性能及耐介质性。
当KH550质量分数由0增加至10%时,乳胶膜的拉伸强度由20MPa 增加至27MPa,吸水率由43.2%降低至21.3%,吸丙酮率亦由47.5%降低至26.2%。
TG 分析表明,随着KH550含量的增大,聚氨酯涂膜的热稳定性明显提高。
郭松等采用蓖麻油为内交联剂合成防水性能较好的WPU成膜剂,以表面能、吸水率、接触角等指标分别考察蓖麻油的不同用量对WPU防水性的影响。
结果表明,当蓖麻油最佳质量分数为4%时,其表面能仅为26.3mN/m,水接触角可达106.8°,吸水率为8.7%,其拉伸强度达22.77MPa,断裂伸长率达到了489.83%,开始分解温度提高到173℃,制得的WPU膜有良好的防水性能和一定的力学性能。
以上品种均可以用于建筑防水。
1.3隔热涂料经济的快速发展加速了建筑能耗,给社会造成了极大的能源负担和严重的环境污染,门窗(尤其是玻璃)是建筑能量最易损失环节;为了节约能源,透明隔热涂料应运而生。
将涂料涂在玻璃的表面,能够形成一层透明且隔热涂膜,使玻璃在满足采光需求的同时又具备较好的隔热效果。
因此对该涂料的要求是具有较高的可见光透过率和良好的隔热效果。
有学者研究发现,在WPU树脂中加入纳米功能性的填料,可以制得透明性和隔热性均较好的建筑节能涂料。
廖阳飞等以PUA树脂为基料,用纳米氧化铟锡(ITO)浆料为颜填料制备水性透明隔热的玻璃涂料,并制得隔热夹层玻璃。
该玻璃耐辐照、耐热和耐冲击等性能好,且具有良好的隔热效果和可见光透射比,当颜基质量比为1∶4时,纳米ITO透明隔热涂料在可见光区域(380~780nm),透射比在75%左右,遮阳系数可达0.57,隔热15℃以上。
张永进等将纳米氧化锡锑(ATO)作为颜填料应用于涂料,以WPU为成膜剂制备了ATO 隔热透明涂料,并对涂层进行光学性能表征,结果表明,当颜料体积浓度(PVC)为0.081时所制得的纳米ATO透明隔热涂料所得涂层(30μm),其可见光透射比可达86.2%,近红外区(800~2500nm)的屏蔽率可达61.3%,具有良好的隔热效果和可见光区足够的透明度。
孟庆林等将纳米ATO与WPU通过一定的工艺制备出纳米隔热涂料,在常温下将之涂覆在玻璃表面制成低辐射玻璃。
光学性能分析表明,其具有较好的隔热效果,6mm厚白玻璃涂覆后遮阳系数SC小于0.67,且可见光透过率较高,大于63%,并且玻璃表面光滑平整可视性好,具有良好的市场前景。
2·水性聚氨酯涂料在建筑领域的研究进展建筑涂料目前发展方向是环保和高性能,对WPU进行改性和功能化已经成为当今重要的研究内容。
WPU的改性方法主要有共混改性、交联改性、复合改性、纳米粒子改性。
共混改性可以提高WPU的耐水性、力学性能等,但树脂之间的相容性不佳,综合性能不理想;交联改性是将线性聚氨酯通过化学键的形式交联成网状结构的聚氨酯,其在很大程度上提高了WPU耐溶剂性和力学性能,但是树脂种类单一,无法发挥多种树脂共混的优越性;复合改性是利用一定的方法(共聚和接枝)将不同类型的树脂(如丙烯酸酯、有机硅、环氧树脂)复合到WPU主链上,克服各自的缺陷,在性能上达到很大的互补性,使涂膜的性能得到明显的改善,从而配制出性能优异的水性涂料;纳米粒子改性可以使WPU获得优异的性能,也是当今研究的热点,但如何使纳米粒子在聚合物基体中分散均匀而不发生团聚,怎样通过无机纳米粒子的含量、界面的作用和分散状态来优化从而得到性能更好的纳米复合材料,也是值得相关人员深入研究的。
本节着重介绍了复合改性和纳米改性。
2.1复合改性对于单一WPU,存在耐水性差、固含量低等缺陷,其在建筑领域的应用受到很大的限制。
通过复合改性,可以发挥各种改性剂的优点提高WPU的各项性能。
常用的改性剂有丙烯酸和环氧树脂类单体。
郑绍军等利用丙烯酸类单体来改性WPU,合成了稳定的核壳型水性PUA复合乳液,使得涂膜具有良好的耐水性。
李璐等采用物理共混法制备了丙烯酸乳液改性WPU涂料,研究了WPU和聚丙烯酸酯乳液种类及配比对涂膜性能的影响。
性能测试表明,共混改性的涂膜性能比WPU乳液涂膜性能有明显的提高。
姜守霞等研究了环氧树脂在WPU乳液中含量对性能的影响,研究发现加入环氧树脂后,产品的耐水性有明显的提高,且随着环氧树脂含量的增加,硬度也增加,粘度呈上升趋势。
以上研究表明,用丙烯酸酯类和环氧树脂类单体对WPU进行改性的复合乳液涂料,其性能适合现今建筑业对其的优质要求。
有机硅改性是最近几年发展的新兴改性方法;主要是侧基或者端基带有活性集团的聚硅氧烷,对WPU改性主要以共聚为主。
安徽大学采用硅烷偶联剂KH-602改性WPU,研究显示硅烷偶联剂应在预聚体中和后加水乳化时加入,否则易发生凝胶,当KH-602质量分数为5.2%时,乳液稳定性和胶膜的综合性能较佳。
康圆等以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇(N-220)、l,4-丁二醇、二羟甲基丙酸和硅烷偶联剂(KH-550)等为主要原料,采用丙酮法合成了有机硅改性WPU乳液。
结果表明,KH-550和DMPA的加料方式和用量对WPU乳液稳定性影响较大;当KH-550质量分数为5%、DMPA质量分数为3%~5%时,WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。
魏丹等合成了一种新型的具有高交联密度和优异涂膜性能的环氧树脂和丙烯酸酯同时改性的紫外光(UV)固化WPU,通过引入质量分数为4%的环氧基团与以异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体之间的反应,同时通过聚氨酯链的异氰酸酯基与二元丙烯酸酯以及季戊四醇三丙烯酸酯的羟基反应引入碳碳双键,通过引发聚合,可以获得交联度非常高的涂膜,测试表明,涂膜具有优异的耐水性、耐溶剂性、力学性能和化学性能。
周亭亭等将磺酸型聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和三羟甲基丙烷(TMP)在无有机溶剂参与的情况下进行预缩聚,以硅烷偶联剂KH-550作为改性剂,加入双官能团单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA),得到含乙烯基和有机硅封端的聚氨酯作为种子乳液,然后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)混合单体共聚,合成了有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
热重分析表明,经有机硅和丙烯酸酯改性后,胶膜的最大热失重温度提高了20℃,X-射线衍射分析表明,胶膜的结晶度降低,有利于提高膜的韧性。
力学性能测试及吸水率测试结果表明,当有机硅质量分数为19%时,胶膜的拉伸强度最高达25.03MPa,断裂伸长率为328%,此时膜的吸水率最低。
以上结果表明,对WPU进行复合改性可以改善性能缺陷,达到性能互补;目前用丙烯酸酯和环氧树脂改性的研究和应用已经相当成熟;有机硅和多元复合改性也已经成为人们的研究热点,对WPU的优化可以达到新型建筑涂料的要求。
2.2纳米改性纳米技术是当今许多学科的研究热点,其特殊的体积、界面以及表面缺陷等效应,可以赋予其独特的光学、电学、磁学、催化以及化学等特性。
采用纳米粒子对WPU进行改性,可以大幅度提高物理机械性能,隔热保温、抗菌防霉以及防火性能等,目前常用于改性的纳米粒子有纳米SiO2、纳米TiO2、纳米ZnO、纳米ATO、纳米CaCO3等,主要的处理方法有原位聚合法、插层法、直接混合法和溶胶凝胶法等;但是纳米粒子改性最大的缺点是易团聚,需要对其进行表面改性,避免用直接共混法。
GaoXY等用油酸对纳米CaCO3进行改性,采用原位聚合法制备一系列WPU/纳米CaCO3复合材料,扫描电镜(SEM)观察材料断面发现改性后的纳米CaCO3在WPU中的分散良好;FT-IR检测发现纳米CaCO3质量分数为2%时,WPU化学结构变化最小;由TGA测量发现WPU的热稳定性大大提高,同时其机械性能、拉伸强度比纯WPU高得多。