聚氨酯涂料发展史以及水性聚氨酯清漆的优点

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。

水性聚氨酯涂料的性能特点简介水性聚氨酯涂料由于性能优异，在近几年得到了广泛的应用。

与溶剂型聚氨酯涂料相比，水性聚氨酯涂料具有以下特点。

①水性聚氨酯涂料完全或基本不含溶剂、无臭味、无污染，具有不燃、成本低等优点，使用时可以用水直接稀释，使用方便，易于清理。

②水性聚氨酯的黏度不随聚合物相对分子质量的改变有明显差异，可以在低黏度下制备得到高分子量的水性聚氨酯，对于提高树脂的内聚强度非常有利。

而溶剂型聚合物的黏度随相对分子质量的增加呈指数关系上升，分子量较大时易产生凝胶。

③水性聚氨酯的黏度一般比溶剂型的要低，水性聚氨酯分散粒径越小，黏度越大。

溶剂型聚氨酯的黏度随固含量的增加明显上升，溶剂型聚合物的黏度可借助控制固含量或溶剂量来调整，而水性聚氨酯的黏度需用增稠剂来调整。

④水性聚氨酯与多种水性树脂的相容性较好，可以共混使用，以改进性能或降低成本。

需要注意选择与离子型水性聚氨酯的电荷性质和酸碱性相互匹配的水性树脂，否则可能引起凝聚。

因受到聚合物间的相容性和树脂在溶剂中溶解度性能的影响，溶剂型聚氨酯一般不能与其他树脂共混使用。

⑤单组分水性聚氨酯产品中不含异氰酸酯基团和游离异氰酸酯，主要是依靠分子内极性基团产生内聚力和黏附力，水分挥发后固化。

也可引入其他反应性基团与水性聚氨脂中含有的羧基或羟基等基团在适宜条件下反应，使树脂产生固化交联。

如果是外加交联剂则成为双组分体系。

⑥水的蒸发潜热高，干燥比较迟缓，另一方面，水的表面张力大，对基材特别是对低表面能或硫水性的基材润湿性差，难以赋于充分的粘接性，加热干燥固化时，乳液粒子间容易凝聚而不易得到连续性的涂膜。

另外，水性聚氨酯聚合物是离子键结合，具有强的亲水性，有时为改进涂膜的塑性要加进水溶性增黏剂，使涂膜的耐水性受到一定影响。

⑦水性聚氨酯的流动特征呈现非牛顿性，而溶剂型一般近似牛顿性，其黏度变化规律符合牛顿曲线。

⑧水性聚氨酯体系的防冻性有一定限度，在北方冬季施工受到一定影响。

水性聚氨酯面漆由高性能水性树脂、功能填料、装饰颜料、助剂、固化剂及水组成，水性聚氨酯面漆以水为分散介质，VOC含量低于150g/L。

它有以下优势：一.环保性，水性聚氨酯面漆是用作为稀释剂来调节粘度的，对环境无污染，对人员的健康也没有危害，更加安全，更有保障。

生产、储存、运输、施工过程无毒无害，不燃不爆，绿色环保。

采用水作为溶剂，施工和清洗工具方便。

二.耐候性，水性聚氨酯面漆具有较高的耐候性与保光性，不褪色、不失光。

水性聚氨酯面漆漆膜物理化学性能和耐候性优良，具有良好的抗大气、工业、化工及海洋环境性能。

可提供不同光泽度和装饰效果三.水性聚氨酯面漆施工性能良好，适合空气喷涂和无气喷涂。

可常温干燥，也可低温烘烤固化。

四.强附着力，水性聚氨酯面漆漆膜平整光滑，外观饱满。

水性聚氨酯面漆漆膜附着力强，硬度高。

五.水性聚氨酯面漆广泛应用于铁路机车、客车、风电钢结构、工程机械、机械设备、精密仪器等领域。

可用于ISO12944中的所有环境，特别适用于中度至高度的腐蚀环境涂装施工。

应用领域：广泛应用于车辆、风电钢结构、工程机械、护栏、管道、机械设备、精密仪器、钢结构等领域。

施工工艺：基材表面必须要去除掉氧化皮和油污，喷砂或者抛丸处理后要求需要达到Sa2.5等级标准，表面的粗糙度要在30~70um，处理完成之后需尽快进行涂料涂装，以免再次生锈；施工方法建议采用喷涂、刷涂，干膜膜厚在40~60um，在涂覆二道漆膜时应在前道油漆完全干了之后再涂刷。

施工时的注意事项：不要在潮湿或寒冷的天气下施工，施工环境温度应在5℃~40℃之间，在通风良好的情况下使用；施工现场要远离火源，施工人员需配套好手套、口罩等安全用具；产品需使用专用配套固化剂；稀释剂用清洁水即可，不用外加其它溶剂；在漆料混合后，要在规定时间内使用完，防止涂料凝固。

铭磊涂料有限公司与涂料研究所在产品创新及应用领域建立了长期的战略合作关系。

凭借着卓越的品质与服务，现已成为国内涂料专业化程度高、成长快的、关注度高的、知名度高专家级品牌。

聚氨酯涂料的发展聚氨酯涂料的发展历程可以追溯到20世纪40年代。

最初，聚氨酯涂料主要用于军事工业，用于飞机、船舶等军事装备的防护涂层，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。

20世纪60年代，人们开始将聚氨酯涂料应用于建筑行业，用于保护桥梁、车辆、钢结构等。

随着材料科学和涂料技术的进一步发展，聚氨酯涂料的特性不断优化，逐渐成为建筑、汽车、船舶等领域的常用涂料。

聚氨酯涂料的主要特点是高固体含量、高强度、耐候性好、耐化学性好等。

它具有良好的硬度和耐磨性，可以有效防止涂层表面的划痕和磨损。

聚氨酯涂料还具有较好的耐候性，可以长期抵御紫外线、酸雨等自然环境的侵蚀，因此其涂层具有较长的使用寿命。

除此之外，聚氨酯涂料还具有较好的耐化学性，可以抵御酸碱等化学物质的侵蚀，因此广泛应用于化工、电子等领域。

聚氨酯涂料具有广泛的应用领域。

在建筑行业中，聚氨酯涂料一直被广泛应用于桥梁、隧道、高速公路护栏等钢结构的防护，它可以有效防止钢结构的腐蚀和氧化。

同时，聚氨酯涂料还可以应用于建筑外墙、地面和屋顶等位置的装饰和保护，它可以提供优异的耐候性和耐久性，延长建筑物的使用寿命。

在汽车行业中，聚氨酯涂料主要应用于汽车外部漆面和车身防护涂层，它可以提供优良的耐磨性、耐候性，同时还能增加汽车的外观质感。

在船舶行业中，聚氨酯涂料被广泛应用于船体的防腐和防污涂层，可以有效延长船舶的使用寿命。

总之，随着材料科学和涂料技术的进步，聚氨酯涂料在建筑、汽车、船舶等领域的应用越来越广泛。

它具有优异的物理性能和耐化学性能，可以提供长期的保护效果。

未来，随着环保意识的提高和科学技术的不断发展，聚氨酯涂料有望在更多领域得到应用，并不断改进和创新。

水性聚氨酯发展概况水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯。

依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液(粒径<0.001um，外观透明)、聚氨酯分散液(粒径0.001-0.1 um，外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0.1 ，外观白浊)。

但习惯上后两类在有关文献资料中又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，区分并不严格。

实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。

由于聚氨酯类胶粘剂具有软硬度等性能可调节性好以及耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，用途越来越广。

目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。

有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性。

近10多年来，保护地球环境舆论压力与日俱增，一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规，这些因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶粘剂的开发。

水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。

聚氨酯从30年代开始发展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Du Pont公司的研究人员将端异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链，合成了聚氨酯乳液。

当时，聚氨酯材料科学刚刚起步，水性聚氨酯还未受到重视，到了六、七十年代，对水性聚氨酯的研究开发才开始迅速发展，1967年首次出现于美国市场，1972年已能大批量生产。

7 0-80年代，美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用，一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应，如德国Bayer公司的磺酸型阴离子聚氨酯乳液ImPranil和Dispercoll KA等系列、Hoechst公司的Acrym系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列，日本大日本油墨公司的Hydran HW及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液C VC36及水性乙烯基聚氨酯胶粘剂CU系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶粘剂KR系列等等。

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。