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水(shui)性雙組(zu)分(fen)聚氨酯涂(tu)(tu)料以(yi)水(shui)為分(fen)散介質，最大限度地減少了VOCs的排放，同時保持了溶劑型(xing)雙組(zu)分(fen)聚氨酯涂(tu)(tu)料優秀(xiu)的施(shi)工工藝(yi)、裝飾外觀(guan)、物理力學(xue)性能(neng)和(he)耐化學(xue)品性能(neng)，成為當前涂(tu)(tu)料研究(jiu)的熱點和(he)發展(zhan)方(fang)向。

水(shui)性雙組分(fen)聚氨酯涂(tu)料的(de)成(cheng)分(fen)

雙組分交(jiao)聯型(xing)水(shui)性(xing)聚氨酯涂料(liao)(liao)，即涂料(liao)(liao)分為兩個組分：其一為水(shui)性(xing)多元醇(chun)組分；另一為水(shui)分散(san)型(xing)異(yi)氰(qing)酸酯組分。

水性多元醇組分
按水性聚(ju)(ju)合物的膠體結(jie)構(gou)，可將其分(fen)為兩大類(lei):一類(lei)是水分(fen)散(san)型(xing)多(duo)元醇(chun)，另(ling)一類(lei)是乳液型(xing)多(duo)元醇(chun)。水性聚(ju)(ju)氨(an)酯多(duo)元醇(chun)的制備可采用傳(chuan)統的水性聚(ju)(ju)氨(an)酯分(fen)散(san)體的制備方(fang)法(fa)，但在聚(ju)(ju)合物的親水基(ji)團中，應該(gai)有更多(duo)的羥基(ji)，在化學結(jie)構(gou)上滿足雙組(zu)分(fen)涂料的反(fan)應要求。常用的方(fang)法(fa)是預聚(ju)(ju)體法(fa)和丙酮(tong)法(fa)。

雙組(zu)分(fen)水性(xing)聚(ju)氨酯(zhi)涂料(liao)與(yu)雙組(zu)分(fen)溶劑型聚(ju)氨酯(zhi)涂料(liao)相比, 其多元醇(chun)具有良好的(de)分(fen)散性(xing), 能促(cu)使未改性(xing)、憎水的(de)多異(yi)氰酸酯(zhi)固化劑在水中穩定地分(fen)散。按(an)照制備方法的(de)不同(tong), 水性(xing)多元醇(chun)體系可(ke)分(fen)為乳液型多元醇(chun)和(he)分(fen)散體型多元醇(chun)。

乳液型多元醇
最早采用(yong)的多元(yuan)醇(chun)為(wei)乳液型多元(yuan)醇(chun), 它(ta)是(shi)(shi)通過乳液聚(ju)合得到的具有多種(zhong)結構的丙烯(xi)酸多元(yuan)醇(chun)乳膠。其用(yong)于雙組分體系的優勢是(shi)(shi)聚(ju)合物(wu)的相對分子質量大(da), 涂膜(mo)在室(shi)溫下(xia)干燥速度(du)快;缺陷(xian)是(shi)(shi)它(ta)對未改性多異氰酸酯固化劑分散性較差(cha)(cha), 導致涂膜(mo)外(wai)觀較差(cha)(cha), 且適用(yong)期(qi)短。

分散體型多元醇
為(wei)了改善多(duo)元(yuan)(yuan)醇(chun)體(ti)系對(dui)多(duo)異(yi)氰酸酯(zhi)(zhi)固(gu)化劑(ji)(ji)的(de)(de)水(shui)分(fen)(fen)(fen)(fen)散性(xing), 提(ti)高雙組分(fen)(fen)(fen)(fen)水(shui)性(xing)聚氨酯(zhi)(zhi)涂料的(de)(de)性(xing)能, 可采用分(fen)(fen)(fen)(fen)散體(ti)型多(duo)元(yuan)(yuan)醇(chun), 也稱第二代水(shui)性(xing)羥基樹(shu)脂(zhi), 目前這方面(mian)的(de)(de)研究較多(duo)。該多(duo)元(yuan)(yuan)醇(chun)樹(shu)脂(zhi)首先在(zai)有機溶劑(ji)(ji)中合成得到(dao), 其分(fen)(fen)(fen)(fen)子結構(gou)中含(han)有親水(shui)可電離(li)基團或(huo)親水(shui)非離(li)子鏈段, 然(ran)后將該樹(shu)脂(zhi)或(huo)溶液分(fen)(fen)(fen)(fen)散在(zai)水(shui)中得到(dao)分(fen)(fen)(fen)(fen)散體(ti)型多(duo)元(yuan)(yuan)醇(chun)。其特點為(wei)相(xiang)對(dui)分(fen)(fen)(fen)(fen)子質量低, 分(fen)(fen)(fen)(fen)散體(ti)粒徑小(Dn =10 ～ 200 nm), 對(dui)固(gu)化劑(ji)(ji)分(fen)(fen)(fen)(fen)散性(xing)優(you)越, 形成的(de)(de)涂膜外觀好, 綜合性(xing)能優(you)異(yi)。根據化學結構(gou)的(de)(de)不同, 它可分(fen)(fen)(fen)(fen)為(wei)丙烯酸多(duo)元(yuan)(yuan)醇(chun)分(fen)(fen)(fen)(fen)散體(ti)、聚氨酯(zhi)(zhi)多(duo)元(yuan)(yuan)醇(chun)分(fen)(fen)(fen)(fen)散體(ti)和聚酯(zhi)(zhi)多(duo)元(yuan)(yuan)醇(chun)分(fen)(fen)(fen)(fen)散體(ti)等。

丙烯酸多元醇分散體
與丙(bing)烯酸多元醇乳(ru)膠(jiao)相比, 丙(bing)烯酸多元醇分散體(ti)具(ju)有(you)較(jiao)低(di)的相對分子質量(Mw = 2 000 ～10 000) , 較(jiao)高的羥基官能度(du), 較(jiao)小的粒徑, 對固化劑分散性(xing)好(hao), 涂膜交聯度(du)高, 具(ju)有(you)優(you)異的綜合性(xing)能, 但是涂膜干燥(zao)速度(du)較(jiao)前(qian)者慢。

聚氨酯多元醇分散體
聚氨酯(zhi)分散(san)體本(ben)身(shen)是一類(lei)高性能(neng)(neng)的(de)膠黏(nian)劑。用它配制雙組分水性涂(tu)料, 涂(tu)膜(mo)外觀好(hao), 具(ju)有(you)優(you)異(yi)(yi)的(de)機械(xie)性能(neng)(neng)、耐化學品性和耐磨性。并且可以根據實(shi)際需要, 通過調(diao)整氨基甲(jia)酸(suan)酯(zhi)的(de)濃(nong)度(du)來確定涂(tu)膜(mo)性能(neng)(neng)。制備聚氨酯(zhi)分散(san)體大多使(shi)用脂(zhi)肪族異(yi)(yi)氰酸(suan)酯(zhi),其(qi)保色性和耐候(hou)性優(you)于芳(fang)香族異(yi)(yi)氰酸(suan)酯(zhi), 而且與(yu)水的(de)反(fan)應活性也遠小(xiao)于芳(fang)香族異(yi)(yi)氰酸(suan)酯(zhi)。1 , 6 -己(ji)二(er)異(yi)(yi)氰酸(suan)酯(zhi)(HDI)、異(yi)(yi)佛二(er)酮二(er)異(yi)(yi)氰酸(suan)酯(zhi)(IPDI)和氫化二(er)苯基甲(jia)烷(wan)二(er)異(yi)(yi)氰酸(suan)酯(zhi)(H12MDI)是目前研究者使(shi)用最多的(de)三類(lei)脂(zhi)肪族異(yi)(yi)氰酸(suan)酯(zhi)。

聚酯多元醇分散體
聚(ju)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)多(duo)元(yuan)醇(chun)分散體配制的(de)(de)(de)(de)雙組(zu)分涂料(liao)具(ju)有(you)流動性(xing)好, 對顏料(liao)潤濕(shi)性(xing)強, 涂膜(mo)光澤度高等優(you)點。但(dan)此類分散體配制的(de)(de)(de)(de)涂膜(mo)最大(da)的(de)(de)(de)(de)缺陷為(wei)耐水解性(xing)差。這(zhe)是(shi)因為(wei)聚(ju)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)多(duo)元(yuan)醇(chun)的(de)(de)(de)(de)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)鍵容易水解, 這(zhe)將(jiang)會導致聚(ju)合(he)物鏈(lian)斷裂, 進而影響涂膜(mo)性(xing)能。可考慮將(jiang)丙(bing)烯(xi)酸聚(ju)合(he)物接枝(zhi)到聚(ju)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)分子鏈(lian)上, 制備(bei)聚(ju)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)-丙(bing)烯(xi)酸復(fu)合(he)多(duo)元(yuan)醇(chun)分散體, 以提高聚(ju)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)鏈(lian)的(de)(de)(de)(de)耐水解性(xing)。該多(duo)元(yuan)醇(chun)復(fu)合(he)體系配制的(de)(de)(de)(de)雙組(zu)分涂料(liao)將(jiang)聚(ju)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)軟鏈(lian)段(duan)和(he)丙(bing)烯(xi)酸樹脂的(de)(de)(de)(de)硬鏈(lian)段(duan)有(you)機(ji)結合(he)在一起(qi), 有(you)利于涂膜(mo)硬度和(he)柔韌性(xing)的(de)(de)(de)(de)改善。

水(shui)性(xing)雙(shuang)組分聚氨酯涂料(liao)最新發展(zhan)方向(xiang)

01
納米雜化技術

將納米粒子（如石墨(mo)烯、銀、磷、鈉、硅、鋅、鈦等）引入水(shui)性(xing)(xing)(xing)雙組(zu)分聚氨酯(zhi)涂料體系中，能(neng)顯(xian)著地(di)提升涂膜(mo)的(de)某型(xing)功能(neng)，如耐熱性(xing)(xing)(xing)、防腐性(xing)(xing)(xing)、抗菌性(xing)(xing)(xing)、助燃(ran)性(xing)(xing)(xing)、耐化學品性(xing)(xing)(xing)、耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)、機械強(qiang)度等。

02
樹脂超支化技術

超(chao)支(zhi)化樹(shu)脂(zhi)呈現三維(wei)分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)，與傳統的(de)線性(xing)結(jie)(jie)構(gou)(gou)樹(shu)脂(zhi)相比，具有(you)超(chao)高(gao)官能度(du)、分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)緊湊、較少(shao)的(de)鏈段纏(chan)繞等特點，其極高(gao)的(de)反應(ying)性(xing)和良好的(de)流(liu)變性(xing)非常適合(he)低溫烘烤或常溫自干的(de)水性(xing)雙組分(fen)聚(ju)氨酯涂(tu)料體系。

03
樹脂雜化技術

樹脂雜(za)化(hua)技術是將不同(tong)類(lei)型(xing)的(de)樹脂進(jin)行雜(za)化(hua)，生成(cheng)兼(jian)具(ju)原樹脂優點(dian)的(de)新樹脂，滿(man)足更(geng)廣泛的(de)應(ying)用需求。

水(shui)性雙組分(fen)聚氨酯涂(tu)(tu)料兼(jian)具環(huan)保(bao)和(he)高(gao)性能的(de)(de)(de)特(te)點(dian)，作為(wei)(wei)最重(zhong)要的(de)(de)(de)環(huan)保(bao)型涂(tu)(tu)料，近十年來，無論是原(yuan)材料的(de)(de)(de)更新和(he)配(pei)方的(de)(de)(de)涉及(ji)，還是涂(tu)(tu)料的(de)(de)(de)生產和(he)施工的(de)(de)(de)工藝，都取(qu)得了(le)巨大的(de)(de)(de)進步，得到了(le)市場的(de)(de)(de)廣泛認(ren)可，成為(wei)(wei)環(huan)保(bao)涂(tu)(tu)料的(de)(de)(de)發展趨勢。

由于(yu)水性(xing)涂料配方設計復雜，水性(xing)涂裝施工難度大，水性(xing)市場規(gui)模尚(shang)未(wei)成熟(shu)，行業標準尚(shang)待規(gui)范等客觀原因，決定(ding)了水性(xing)雙(shuang)組分聚氨酯(zhi)涂料還有很(hen)長的路要(yao)走。