涂料用水性聚氨酯發(fā)展趨勢(shì)
高性能和低VOC含量的水性聚氨酯在涂料行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著相關(guān)學(xué)者對(duì)水性聚氨酯結(jié)構(gòu)、性能、成膜過程的反應(yīng)機(jī)理的進(jìn)一步研究,結(jié)合新的水性聚氨酯改性方法,水性聚氨酯涂料將會(huì)具有更高的性嫩嫩個(gè),廣泛應(yīng)用于皮革、木器、塑料等領(lǐng)域。今后在合成原料上充分利用可再生資源合成水性聚氨酯涂料,重視應(yīng)用技術(shù)的研究,加強(qiáng)水性聚氨酯專用設(shè)備的研究與開發(fā),水性聚氨酯將會(huì)擁更大的發(fā)展和應(yīng)用空間。
下面詳細(xì)介紹幾種水性聚氨酯:
1 水性聚氨酯-丙烯酸酯樹脂
丙烯酸酯和聚氨酯兩類聚合物在微觀狀態(tài)下制備的聚氨酯-丙烯酸酯雜化水分散體,可以彌補(bǔ)單一聚氨酯分散體自增稠差、固含量低,乳膠膜的耐水性差和單一丙烯酸酯水分散體熱黏冷脆、柔韌性差、不耐溶劑的缺點(diǎn),可以進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。水性聚氨酯-丙烯酸酯復(fù)合乳液可以將聚氨酯較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度、優(yōu)異的耐磨性,與丙烯酸酯良好的附著力、耐候性、耐酸堿、較低的成本有機(jī)結(jié)合在一起。目前,研究者的主要目標(biāo)是要提高復(fù)合乳液乳膠膜的耐熱性和硬度,對(duì)于配方、工藝和應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究工作。
陳金蓮等將PU種子乳液用丙烯酸單體在室溫下溶脹24h后,在進(jìn)行種子乳液聚合,可以大大提高PUA中MMA的含量,使PUA的乳液和涂膜性能得到很大的改善;采用油溶性引發(fā)劑與水溶性引發(fā)劑組成復(fù)合引發(fā)劑體系,可使MMA的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98.6%。張初銀等選用可后續(xù)反應(yīng)單體丙烯酸酯作為合成過程的稀釋劑,制備出水性聚氨酯-丙烯酸酯雜化乳液,整個(gè)合成過程完全無溶劑,具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、對(duì)環(huán)境無危害等突出優(yōu)點(diǎn),并探討了最佳工藝。結(jié)果表明:當(dāng)羧基含量在1.9%-2.1%,丙烯酸酯組分含量為40%,乳化速率為2000r/min,乳化時(shí)間為15min時(shí)可以成功制備乳液。施銳等采用60Co射線試探了水性聚氨酯-丙烯酸酯輻射聚合的可能性,通過Fourier變換紅外光譜表征了分子鏈的結(jié)構(gòu)和接枝反應(yīng)。通過計(jì)算N——H峰和Ph(C==C)峰之間的積分面積比,相對(duì)于過硫酸鉀引發(fā),發(fā)現(xiàn)60Co射線引發(fā)后接枝效率提高了近一倍。擺桿硬度測(cè)試顯示采用60Co射線引發(fā)方式或者提高甲基丙烯酸甲酯的含量都會(huì)提高乳膠膜的硬度。
水性聚氨酯-丙烯酸酯引起了人們的廣泛興趣,被譽(yù)為“第三代水性聚氨酯”,同時(shí),經(jīng)試驗(yàn)表明,硬段含量越高,丙烯酸酯單體的稀釋作用越明顯,對(duì)于木器涂料和金屬涂料等硬度要求高的涂料品種更具有生產(chǎn)科操作性和應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前對(duì)于水性聚氨酯-丙烯酸酯的研究已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。
2 UV(Ultraviolet)固化水性聚氨酯
UV固化樹脂具有高效、節(jié)能、高機(jī)械性能和耐性優(yōu)異等特點(diǎn),得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)UV固化樹脂主要由含不飽和鍵低分子聚合物、活性稀釋劑以及光引發(fā)劑等組分構(gòu)成,在UV光照射下發(fā)生聚合反應(yīng)而固化。稀釋劑主要為丙烯酸酯類單體,是一類危害較大的VOC,而且涂膜固化后收縮較大,會(huì)影響涂層附著力。
水性聚氨酯光固化樹脂通過將反應(yīng)型單體化學(xué)鍵引入聚氨酯樹脂支鏈或主鏈上,可以解決稀釋劑不環(huán)保的問題,同時(shí)可以發(fā)揮光固化樹脂的強(qiáng)度高和耐溶劑耐水出色的特點(diǎn),具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景。白晨艷等合成了一種新型的含不飽和雙鍵單體PEDA,作為擴(kuò)鏈劑接入聚氨酯鏈中,然后通過含不飽和雙劍的單羥基化合物(HEA)進(jìn)行封端,制得了可UV固化水性聚氨酯分散體,采用這種方法制得的水性聚氨酯雙鍵含量高,分子量高,性能可達(dá)到溶劑型聚氨酯材料性能。許飛通過氨酯化反應(yīng)合成一種含雙鍵的二元醇(HIT),將其引入聚氨酯主鏈中,合成了一種新型的可UV固化水性聚氨酯。通過FTIR紅外光譜證實(shí)該二元醇合成成功并引入聚氨酯主鏈中。測(cè)試證明UV固化后涂膜具有良好的耐水耐溶劑性、較好的機(jī)械性能及耐熱性能。白晨艷等還進(jìn)行了有機(jī)硅改性顆UV固化水性聚氨酯的研究,探討了有機(jī)硅用量對(duì)樹脂性能的影響,在硅氧烷(PDMS)含量為7%左右時(shí)候樹脂具有較好的柔韌性、耐溶劑性能和表面聚水性。王小軍也進(jìn)行了此類研究,制備的多重交聯(lián)固化水性聚氨酯涂料性能優(yōu)異。
當(dāng)然,可紫外光固化水性聚氨酯樹脂還有一些有待改進(jìn)的地方,諸如光引發(fā)劑的水溶性等,但不可否認(rèn),可UV固化水性樹脂已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)品應(yīng)用階段,目前國(guó)外公司如拜耳、巴斯夫等已有此類商品。
三升化工多年專注于涂料、油墨、油漆行業(yè)原材料供應(yīng)商德國(guó)迪高助劑的流平劑、消泡劑、潤(rùn)濕分散劑、基材潤(rùn)濕劑、增稠劑;荷蘭帝斯曼公司的水性聚氨酯、水性丙烯酸;荷蘭斯塔爾公司的水性聚氨酯(PU)、水性丙烯酸(AC);日本信越的羥乙基纖維素(HEC);泰國(guó)摩登公司的水性色精、水性絡(luò)合染料;中國(guó)好爾威公司的鞋面修飾劑、皮革光亮劑、鞋油鞋乳、皮革改色漆、皮革染色液、皮革清潔劑等。我們?cè)?ldquo;創(chuàng)造最佳服務(wù)”的經(jīng)營(yíng)理念指導(dǎo)下。為客戶提供多種物流解決方案的同時(shí),免費(fèi)提供樣品測(cè)試,專業(yè)的技術(shù)咨詢。用服務(wù)與真誠來換取您的信任與支持,互惠互利,共創(chuàng)雙贏。
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