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陽離子聚氨酯雙組分樹脂

發布時間:2023-03-12 03:36:33

① 水性聚氨酯的基本概念

聚氨酯樹脂的水性化已逐步取代溶劑型,成為聚氨酯工業發展的重要方向。水性聚氨酯可廣泛應用於塗料、膠粘劑、織物塗層與整理劑、皮革塗飾劑、紙張表面處理劑和纖維表面處理劑。
本項目經過國家自然科學基金資助研究及十多年的研發,已具有成熟的陰離子型自乳化聚氨酯乳液和陽離子型自乳化聚氨酯乳液合成改性的技術,可提供 1噸/天生產能力的水性聚氨酯生產的整套工藝和設備技術。本項目可根據用戶的需求,對水性聚氨酯進行配方設計與調整以滿足實際使用的要求,並可結合納米雜化技術制備高性能的水性聚氨酯。 按粒徑和外觀分可分為聚氨酯水溶液(粒徑<0.001微米,外觀透明)、聚氨酯水分散體(粒徑:0.001-0.1微米,外觀半透明)、聚氨酯乳液(粒徑>0.1微米,外觀白濁);
依親水性基團的電荷性質,水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型最為重要,分為羧酸型和磺酸型兩大類。
依合成單體不同水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分為芳香族和脂肪族,或具體分為TDI型、HDI型等等。
依產品包裝形式水性聚氨酯可分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。
水性聚氨酯整個合成過程可分為兩個階段。第一階段為預逐步聚合,即由低聚物二醇、擴鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成相對分子質量為l000量級的水性聚氨酯預聚體;第二階段為中和後預聚體在水中的分散。
水性PU因其具有環保作用,雖然歷史不長,但發展非常迅速。
水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三種,為二元膠態體系,聚氨酯(PU)粒子分散於連續的水相中,也有人稱水性PU或水基PU。 由於聚氨酯原料和配方的多樣性,水性聚氨酯開發40年左右的時間,人們已研究出許多種制備方法和制備配方。水性聚氨酯品種繁多,可以按多種方法分類。
⒈以外觀分
水性聚氨酯可分為聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。實際應用最多的是聚氨酯乳液及分散液,本書中統稱為水性聚氨酯或聚氨酯乳液。
⒉按使用形式分
水性聚氨酯膠粘劑按使用形式可分為單組分及雙組分兩類。可直接使用,或無需交聯劑即可得到所需使用性能的水性聚氨酯稱為單組分水性聚氨酯膠粘劑。若單獨使用不能獲得所需的性能,必須添加交聯劑;或者一般單組分水性聚氨酯添加交聯劑後能提高粘接性能,在這些情況中,水性聚氨酯主劑和交聯劑二者就組成雙組分體系。
⒊以親水性基團的性質分
根據聚氨酯分子側鏈或主鏈上是否含有離子基團,即是否屬離子鍵聚合物(離聚物),水性聚氨酯可分為陰離子型、陽離子型、非離子型。含陰、陽離子的水性聚氨酯又稱為離聚物型水性聚氨酯。
⑴陰離子型水性聚氨酯又可細分為磺酸型、羧酸型,以側鏈含離子基團的居多。大多數水性聚氨酯以含羧基擴鏈劑或含磺酸鹽擴鏈劑引人羧基離子及磺酸離子。
⑵陽離子型水性聚氨酯一般是指主鏈或側鏈上含有銨離子(一般為季銨離子)或鋶離子的水性聚氨酯,絕大多數情況是季銨陽離子。而主鏈含銨離子的水性聚氨酯的制備一般以採用含叔胺基團擴鏈劑為主,叔胺以及仲胺經酸或烷基化試劑的作用,形成親水的銨離子。還可通過含氨基的聚氨酯與環氧氯丙烷及酸反應而形成銨離子。
⑶非離子型水性聚氨酯,即分子中不含離子基團的水性聚氨酯。非離子型水性聚氨酯的制備方法有:①普通聚氨酯預聚體或聚氨酯有機溶液在乳化劑存在下進行高剪切力強制乳化;②製成分子中含有非離子型親水性鏈段或親水性基團,親水性鏈段一般是中低分子量聚氧化乙烯,親水性基團一般是羥甲基。⑷混合型 聚氨酯樹脂分子結構中同時具有離於型及非離子型親水基團或鏈段。
⒋以聚氨酯原料分
按主要低聚物多元醇類型可分為聚醚型、聚酯型及聚烯烴型等,分別指採用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作為低聚物多元醇而製成的水性聚氨酯。還有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合 以聚氨酯的異氰酸酯原料分,可分為芳香族異氰酸酯型、脂肪族異氰酸酯型、脂環族異氰酸酯型。按具體原料還可細分,如TDI型、HDI型,等等。
⒌按聚氨酯樹脂的整體結構劃分
⑴按原料及結構可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、擴鏈劑、二異氰酸酯為原料,以通常方法制備的聚氨酯分散於水所形成的乳液。乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基樹脂水溶液或乳液中加入異氰酸酯而形成的乳液,是雙組分體系。多異氰酸酯乳液是指含親水基團多異氰酸酯乳化於水,或多異氰酸酯的有機溶液分散於含乳化劑的水而形成的乳液,也是雙組分即用即配體系,適用期較短。封閉型異氰酸酯乳液是指分子中含有被封閉的異氰酸酯基團的聚氨酯乳液,是一種穩定的單組分體系。在制備聚氨酯乳液時司引入封閉異氰酸酯基團,也可製成封閉異氰酸酯基團含量高的乳液,用於和其他乳液體系共混,起交聯作用,水分揮發後加熱交聯。
⑵聚氨酯乳液還可細分為聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液,後者是指由聚氨酯預聚體在水中分散同時通過水或二胺擴鏈而形成的乳液,實質上生成了聚氨酯—脲,但由於由預聚體分散法制備較為普遍,習慣上稱為聚氨酯乳液者居多。
⑶按分子結構可分為線性分子聚氨酯乳液(熱塑性)和交聯型聚氨酯乳液(熱固性)。交聯型又可細分為內交聯和外交聯型。內交聯型聚氨酯乳液是在合成時形成一定程度的支化交聯分子結構,或引入可熱反應性基團,它是穩定的單組分體系。外交聯是在乳液中添加能與聚氨酯分子鏈中基團起反應的交聯劑,是雙組分體系。
⒍根據聚氨酯的水性化方法劃分
根據制備方法有多種分類。舉例如下。
⑴自乳化法和外乳化法
自乳化法又稱內乳化法,是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分,因而無需乳化劑即可形成穩定乳液的方法。
外乳化法又稱為強制乳化法,若分子鏈中僅含少量不足以自乳化的親水性鏈段或基團,或完全不含親水性成分,此時必須添加乳化劑,才能得到乳液。
比較而言,外乳化法制備的乳液中,由於親水性小分子乳化劑的殘留,影響固化後聚氨酯膠膜的性能,而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制備以離子型自乳化法為主。
⑵預聚體法、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預聚體分散法和丙酮法。預聚體法即在預聚體中導人親水成分,得到一定粘度范圍的預聚體,在水中乳化同時進行鏈增長,制備穩定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
丙酮法屬於溶液法,是以有機溶劑稀釋或溶解聚氨酯(或預聚體),再進行乳化的方法。在溶劑存在下,預聚體與親水性擴鏈劑進行擴鏈反應,生成較高分子量的聚氨酯,反應過程可根據需要加人溶劑以降低聚氨酯溶液粘度,使之易於攪拌,然後加水進行分散,形成乳液,最後蒸去溶劑。溶劑以丙酮、甲乙酮居多,故稱為丙酮法。此法的優點是丙酮、甲乙酮的沸點低、與水互容、易於回收處理,整個體系均勻,操作方便,由於降低粘度同時也降低了濃度,有利於在乳化之前製得高分子量的預聚體或聚氨酯樹脂,所得乳液
的膜性能比單純預聚體法的好。而預聚體法由於粘度的限制,為了便於剪切分散,預聚體的分子量不能太高,可能會影響水性聚氨酯性能,例如粘度高則乳化困難,粒徑大,乳液穩定性差;預聚體分子量小則NCO基團含量高,乳化後形成的脲鍵多,膠膜硬,缺乏柔軟性。
丙酮法和預聚體法的主要區別是,在丙酮法中,聚氨酯先預聚成分子量較大的預聚體,由於分子量大的預聚體粘度大,必須稀釋降低粘度;而預聚體法中根據需要可加或不加少量丙酮等溶劑。這兩者的概念有所交*,有的乳化方法既屬丙酮法又屬預聚體法。熔融分散法又稱熔體分散法、預聚體分散甲醛擴鏈法。預先合成含叔胺基團(或離子基團)的端NCO基團預聚體,再與尿素(或氨水)在本體體系反應,形成聚氨酯雙縮二脲(或含離子基團的端脲基)低聚物,並加入氯代醯胺在高溫熔融狀態繼續反應,繼續季胺化。
聚氨酯雙縮二脲離聚物具有足夠的親水性,加酸的稀水溶液形成均相溶液,再與甲醛水溶液反應進行羥甲基化,含羥甲基的聚氨酯嚴縮二脲能在50—130℃用無限水稀釋,形成穩定乳液。當降低體系的pu值時,能在分散相中進行縮聚反應,形成高分子量聚氨酯。含離子基團的端NCO預聚體形成端脲基或縮二脲基聚氨酯低聚物後,則直接在熔融狀態乳化於水,再加甲醛水溶液進行羥甲基化及擴鏈反應。
⑶二元胺直接擴鏈與酮亞胺—酮連氮法
在預聚體分散法中,若採用溶於水的二元伯胺擴鏈劑擴鏈,由於一NCO與一NH2的反應速度快,不易得到微細而均勻的乳液,可採用酮亞胺或酮連氮法解決此問題。酮亞胺-酮連氮法是指預聚體與被酮保護了的二元胺(酮亞胺體系)或肼(酮連氮體系)混合後,再用水分散,分散過程中,酮亞胺、酮連氮以一定的速率水解,釋放出遊離的二元胺或肼與分散的聚合物微粒反應,得到的水性聚氨酯—脲具有良好的性能。 水性聚氨酯塗料是以水性聚氨酯樹脂為基料並以水為分散介質的一類塗料。通過交聯改性的水性聚氨酯塗料具有良好的貯存穩定性、塗膜機械性能、耐水性、耐溶劑性及耐老化性能,而且與傳統的溶劑型聚氨酯塗料的性能相近,是水性聚氨酯塗料的一個重要發展方向。品種主要包括熱固型聚氨酯塗料和含封閉異氰酸酯的水性聚氨酯塗料等幾個品種。
⑴熱固型聚氨酯塗料。交聯的聚氨酯能增加其耐溶劑性及水解穩定性。聚氨酯水分散體在應用時與少量外加交聯劑混合組成的體系叫熱固型水性聚氨酯塗料,也叫做外交聯水性聚氨酯塗料。使用的交聯劑主要有多官能團的氮丙啶、氨基樹脂(三聚氯胺樹脂)或專用的環氧樹脂等。採用氮丙啶,一般用量為聚氨酯質量的3%-5%,就有很好的交聯薄膜生成;
⑵含封閉異氨酸酯的水性聚氨酯塗料。該塗料的成膜原料由多異氰酸酯組分和含羥基組分兩部分組成。多異氰酸酯被苯酚或其它含單官能團的活潑氫原子的化合物所封閉,因此兩部分可以合裝而不反應,成為單組分塗料,並具有良好的貯藏穩定性。多異氰酸酯組分與苯酚、丙二酸酯、己內醯胺等封閉劑反應生成氨酯鍵,而氨酯鍵在加熱的情況下又裂解生成異氰酸酯,再與羥基組分反應生成聚氨酯。因此封閉型聚氨酯水性塗料的成膜就是利用不同結構的氨酯鍵的熱穩定性的差異,以較穩定的氨酯鍵來取代較弱的氨酯鍵。封閉劑的種類很多,但是芳香族異氰酸酯水性聚氨酯塗料主要用苯酚或甲酚。脂肪族水性聚氨酯漆則不用酚類,以免變色,可採用乳酸乙酯、己內醯胺、丙二酸二乙酯、乙醯丙酮、乙醯乙酸乙酯等;
⑶室溫固化水性聚氨酯塗料。對於某些熱敏基材和大型製件,不能採用加熱的方式交聯,必須採用室溫交聯的水性聚氨酯塗料。美國空氣產品和化學公司報道,通過與水分散性多異氰酸酯結合,可以改進水性端羥基聚氨酯預聚物/丙烯酸酯混合物,尤其是羥基丙烯酸酯混合物的性能。此類水性聚氨酯塗料,採用特製的多異氰酸酯交聯劑,即含(-NCO)端基的異氰酸酯預聚物,經親水處理後分散於各種含羥基聚合物中而形成的分散體,與多種含羥基聚合物水分散體組成能在室溫固化的聚氨酯水性塗料;
⑷光固化水性聚氨酯塗料。光固化水性聚氨酯塗料採用電子束輻射、紫外光輻射的高強度輻射引發低活性的聚物體系產生交聯固化,以紫外光固化形式為主。先用不飽和聚酯多元醇制備預聚物,然後用常規的方法引進粒子基團,經親水處理後製得在主鏈上帶雙鍵的聚氨酯水分散體,再與易溶的高活性三丙烯酸烷氧基酯單體、光敏劑等助劑混合得到光固化水性聚氨酯塗料;
⑸第三代水性聚氨酯塗料(PUA)。聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸(PA)乳液同其溶劑型產品相比,具有價廉,安全,不燃燒,無毒,不污染環境等優點。純PA乳液存在耐磨性、耐水性和耐化學品性差的缺陷,單一的PU乳液也存在一些不足,如穩定性、白增稠性和膜的保光性差,固含量高,應用范圍不廣等。PU和PA在性質上具有互補作用。PUA復合乳液兼備了二者的優點,具有耐磨、耐腐蝕和光亮,柔軟有彈性,耐水性和機械力學性能好,耐候性佳等特性,因此被譽為第三代水性聚氨酯,成為當今塗料的一個發展趨勢。應用范圍
水性PU分散體已在通用溶劑型PU所覆蓋的領域大量使用,成功地應用於輕紡、皮革加工、塗料、木材加工、建材、造紙和膠粘劑等行業。
皮革工業加工中PU乳液塗飾後的皮革,具有光澤度高、手感好、耐磨耗、不易斷裂、彈性好、耐低溫性能和耐撓屈性能優良等特點,克服了丙烯酸類樹脂塗飾劑「熱粘冷脆」的缺陷。
此外,在紡織品塗層整理中有廣泛的應用。水性PU對紡織品的成膜性好、粘接強度高、能賦予織物柔軟、豐滿的手感,改善織物耐磨性、抗皺性、回彈性、通透性和耐熱性等。
水性PU比有機溶劑型PU應用成本低、無公害、易處理、粘合效果好,在膠粘劑及塗料行業有很好的發展前途。PU離子聚合物對天然和合成橡膠表面均具有很好粘接性,可用於鞋類的製造。
水性PU主要用做傢具漆、電泳漆、電沉積塗料、建築塗料、紙張處理塗料、玻璃纖維塗料等除此之外水性塗料還有一些特殊用途,如用作安全玻璃的中間塗膜,以製成不碎裂的安全玻璃,廣泛用於汽車、飛機、輪船或航天儀器。
水性分散體主要用作金屬塗料,如陽離子型電沉積塗料被廣泛用於汽車底漆,以提高車體的抗腐蝕性能。

② 什麼是單組份樹脂,什麼是雙組份是樹脂怎麼區別單,雙組分樹脂

單組分環氧樹脂一般是潛伏型環氧樹脂,環氧樹脂中已經加入了固化劑或催化劑,在一定的條專件下(如高溫、濕屬度、紫外輻射等)可完成固化反應。
雙組分是樹脂與固化劑分開的。一般常溫可固化。
醇酸,丙烯酸,環氧,氨基,聚酯,聚氨酯樹脂,這些樹脂要看它們派什麼用途,它們可以是單組分,也可以是雙組分或多組分,用途不同組分形式也不同。最常見環氧樹脂一般是雙組分使用。

③ 單組份聚氨酯和雙組份聚氨酯有什麼區別

單組份聚氨酯和雙組份聚氨酯的區別有:

1、定義不一樣:聚氨酯膠粘劑(PU膠粘劑)是分子鏈中含有氨基甲酸酯基(-NHCOO-)或異氰酸酯基(-NCO)的膠粘劑,由異氰酸酯和含羥基化合物如聚酯、聚醚、蓖麻油或其他多元醇反應得到。單組份聚氨酯特指端NCO基的聚氨酯樹脂,即使用時不需要添加固化劑。

2、分類不一樣:雙組分聚氨酯膠主要分為多異氰酸酯和聚氨酯兩大類,按使用方式來分聚氨酯膠粘劑可分為單組分和雙組分兩種。單組份聚氨酯分雙組份,單組份兩種。

3、組成不一樣:雙組分聚氨酯膠粘劑通常由甲、乙兩個組分組成。使用前按一定的比例配製即可。甲組分(主劑)為含活潑氫組分,乙組分(固化劑)為含-NCO基團的聚氨酯預聚體組分。

雙組份單組份聚氨酯分甲、乙兩組,甲組份是以聚醚多元醇和二異氰酸酯等原料,經過聚合反應製成的含有異氰酸酯基(-NCO)的預聚物。乙組份是交聯劑、促進劑、增韌劑、增粘劑、防霉劑、填充劑和稀釋劑等混合加工而成。

④ 高固含水性聚氨酯樹脂用於什麼地方

高固含水性聚氨酯樹脂是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體系,也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑,無污染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易於改性等優點。
高固含水性聚氨酯樹脂具體可用於鞋膠及塑料、鋁箔軟包裝復合膠,也可用作皮革I:光劑及纖維、紙張、泡沫體的粘接。它尤其適用於食品包裝薄膜(如BOPP、PEI、PE等塑料薄膜,鋁箔)的復合及鞋材(如真皮、PVc革、TPR、EVA等)的貼合。

高固含水性聚氨酯樹脂與傳統溶劑型聚氨酯樹脂相比具有無毒、不易燃燒、不污染環境等優點,已廣泛應用於皮革塗飾、汽車塗裝、纖維處理、造紙工業助劑、塗料和膠粘劑等領域。而高固含水性聚氨酯樹脂與水性聚氨酯樹脂相比,不但初粘力高、乾燥成膜速度快,而且成本低,在推廣上更具優勢。合成革用水性高固含聚氨酯樹脂的研發成功,提升了合成革產業的整體發展水平,對合成革行業的轉型升級具有重要的推動作用。
水性聚氨酯簡單分類:
按粒徑和外觀分可分為聚氨酯水溶液(粒徑<0.001微米,外觀透明)、聚氨酯水分散體(粒徑:0.001-0.1微米,外觀半透明)、聚氨酯乳液(粒徑>0.1微米,外觀白濁)。
依親水性基團的電荷性質,水性聚氨酯可分為陰離子型水性聚氨酯、陽離子型水性聚氨酯和非離子型水性聚氨酯。其中陰離子型最為重要,分為羧酸型和磺酸型兩大類。
依合成單體不同水性聚氨酯可分為聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照選用的二異氰酸酯的不同,水性聚氨酯又可分為芳香族和脂肪族,或具體分為TDI型、HDI型等等。
依產品包裝形式水性聚氨酯可分為單組分水性聚氨酯和雙組分水性聚氨酯。
水性聚氨酯整個合成過程可分為兩個階段。第一階段為預逐步聚合,即由低聚物二醇、擴鏈劑、水性單體、二異氰酸酯通過溶液逐步聚合生成相對分子質量為l000量級的水性聚氨酯預聚體;第二階段為中和後預聚體在水中的分散。
水性PU因其具有環保作用,雖然歷史不長,但發展非常迅速。
水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液、水分散液和水乳液三種,為二元膠態體系,聚氨酯(PU)粒子分散於連續的水相中,也有人稱水性PU或水基PU。

⑤ 水性漆樹脂有哪些分類介紹以及特點說明

水性樹脂漆有哪些?我們應該如何選擇呢?今天為大家推薦的就是五種不同分類的水性樹脂漆以及各自的優點和缺點,比如說常見的可能是醇酸類水性樹脂漆,它們乾性較差,保光線不好,但是流動性和豐滿度相對更勝一籌,而且具有良好的滲透性,另外一個方面也有可能是具有代表性的丙烯酸樹脂漆,那麼它們有什麼特色呢?具體可以參考下文進行了解、結合實際進行分類,這樣的話就可以盡可能的在預定的范圍內篩選出最為靠譜的一款水性樹脂漆了。

一、水性漆樹脂有哪些

1醇酸類

水性醇酸樹脂的成膜機理類似於傳統溶劑型醇酸樹脂的乾燥成膜,其組分中的不飽和脂肪酸通過氧化固化成膜。因此水性醇酸樹脂漆無須添加助溶劑(成膜助劑),使揮發性有機化合物(VOC)有可能減為零。目前採用的水性醇酸樹脂已非傳統單一的醇酸體系,一般為自乳化型且經過丙烯酸或聚氨酯改性。水性醇酸樹脂具有良好的滲透性(因其相對分子質量較小)、流動性和豐滿度,多用於生產色漆,特別是裝飾性漆。但由於其乾性較差,保光性不好,所以現在許多公司正在開發新型絡合催干劑,以改善其乾性並用丙烯酸或脂肪族聚氨酯乳液提高其保光性。

2.丙烯酸類

該類包括苯乙烯一丙烯酸共聚樹脂類,因其成本低,玻璃化溫度高,硬度高,這類產品多用作打磨底漆,也用於要求不高的裝飾性塗料或臨時保護塗料。目前,在水性丙烯酸樹脂合成中常用的技術已由傳統的單相聚合法發展為多種成熟的技術,包括單相/多相(嵌段型)、自交聯型、無皂聚合物型及含一OH的雙組分丙烯酸類等。通過改變樹脂的粒子結構,為漆膜提供了更好的性能,有效降低了成膜助劑的用量;提高硬度和抗粘性;提高對底材的附著力。當然用於木器漆的普通丙烯酸乳液,仍需一定量的成膜助劑,有的還需要添加增塑劑,這樣體系的VOC很難降低。成膜助劑會影響到漆膜的耐水性,初期抗粘性也較不適合連續的工業化生產。不過從綜合性能考慮,對於工業化生產可以通過調整設備和工藝條件加以改善,但作為民用裝飾漆在較低溫度條件下施工,上述問題則較棘手。自干型丙烯酸乳液屬熱塑性樹脂,成膜溫度較高,低溫下漆膜較脆,且硬度較差,特別是初期抗粘連性差,不適合配製高品質木器漆。而採用常溫自交聯乳液,在提高乾燥速度及抗粘性等方面都有突破性的進展。目前,NeoResins公司已經開發出一種無表面活性劑的核一殼丙烯酸乳液(NeoerylXK一14),其VOC接近「0」,但卻有很好的成膜性。由於該乳液沒有使用表面活性劑,為解決制漆及施工時出現的氣泡問題提供了一種捷徑。

3水性聚氨酯類

聚氨酯分散體是一類分散在水中溶脹的聚氨酯粒子,其聚氨酯的水性化主要是通過乳化劑或在聚合物的主鏈上引入親水基團,生成的聚合物主鏈上含有一NH—c—o一的多重結構單元。水性聚氨酯的粒徑大多為0.01~5m,較丙烯酸類乳液的粒徑小。水性聚氨酯分散體為單組分,且無游離的異氰酸酯,無毒,室溫成膜,可使體系中的共溶劑降為「0。」雖然其相對分子質量很高,但粘度較低,易加工,施工方便,其機械性能可與溶劑型媲美。選擇不同種類的單體及合成工藝可以製得從軟到硬不同特性的產品。如使用TMXDI(CYTEC公司)合成的聚酯/醚類水性分散體,其硬度可達3H,但仍具有很好的柔韌性,且可在低溫下成膜,用於地板漆中具有很好的抗粘性能及耐黑鞋印性。但相對成本較高,一般用於性能要求較高的塗料體系。

20世紀70年代,水性聚氨酯分散液開發成功並商品化以來,全世界已有很多公司掌握並發展了這項技術。目前,商品化的聚氨酯分散液有陰離子型、陽離子型和非離子型3類,其中陽離子型是最早開發成功的,由於其較好的滲透性,多用於皮革及紡織工業;塗料工業中大多使用陰離子型聚氨酯分散體。在聚氨酯合成過程中引入不飽和脂肪酸,再在成膜過程中加入金屬類催干劑(鈷、錳、鋅、鈣鹽),即可製得自交聯聚氨酯分散體,如Reichhold公司的SpensolF97。但這類白交聯分散體的催干劑在調漆時才能加入,很不方便,而且也不易控制。如果在聚氨酯合成中就將催干劑預先加入,可大大方便制漆工藝,而且產品的質量更加穩定。如NeoResins公司的NeRezR9403(芳香族)、NeRezR2001(脂肪族)就屬於這種類型。

另外一種提高水性聚氨酯分散體的物化性能的方法是在施工前加入諸如氮丙啶、碳化二亞胺、三聚氰胺等外交聯劑。成膜後強度增大,耐溶劑性明顯提高。但這類交聯劑只適合於工業塗裝,其主要原因是交聯劑本身的反應性較強等。如NeoResins的CrossLinkerCX一100屬於三官能團的氮丙啶,廣泛用於水性丙烯酸聚氨酯等含有一cOO基的水性體系中,可明顯提高漆膜的物化性能。雖然水性聚氨酯分散體具有很好的物化性能,但因其成本較高,限制了它的推廣和使用,所以通常用其與相對成本較低的丙烯酸乳液復配。但應指出的是,多數水性聚氨酯分散體只能與有限的丙烯酸乳液相溶,塗料配方師在使用混合技術時要慎重且反復實驗。

4聚氨酯一丙烯酸共聚樹脂

雖然水性聚氨酯分散體具有突出的耐磨性、耐化但用於木器漆還受到很多限制:首先是成本高;其次它對木材的潤濕性、對顏料的分散性較差,且芳香族聚氨酯的耐候性也不盡人意。丙烯酸樹脂有優異的耐候性,對底材和顏料良好的潤濕性,將其與聚氨酯樹脂共混(也稱為冷拼的方法),雖取得了一定進展,但效果並不十分明顯。20世紀80年代末,利用核一殼聚合技術將丙烯酸接枝到(芳香族)聚氨酯鏈上,合成了一種新型水性聚氨酯一丙烯共聚樹脂(如NeoResins公司的NeoPacEl06),其機械性能超出共混體系而接近聚氨酯樹脂,耐溶劑(如醇)性超出共混體系,耐化學性能與亞醯胺交聯劑固化的體系相當,且成本與共混體系相當。在此基礎上,NeoResins公司又開發出白交聯型聚氨酯一丙烯酸共聚樹脂NeoPouE125,其共溶劑大大降低,VOC減少,且增強了耐化學品性、耐沾污性和耐溶劑性。

5雙組分水性聚氨酯

雙組分水性聚氨酯塗料中,一組分為含羥基水性分散體,另一組分為水可分散的多異氰酸酯聚合物,兩組分混合後,含羥基的組分與異氰酸酯發生反應,同時還有水和其他羥基與異氰酸酯的競爭反應發生,但水與異氰酸酯的反應要在1~2h後才發生。施工後水及助溶劑開始揮發,使粒子緊密接觸,異氰酸酯與羥基的反應大大增強,同時由於水也參與反應,生成CO而導致大量氣泡,這種氣泡在成膜前逸出。苯乙烯有利於漆膜硬度的早期形成,而且固化乾燥加快,所以含羥基的丙烯酸乳液中常常引入苯乙烯成分(即苯乙烯一丙烯酸乳液)。另外,小粒徑的丙烯酸粒子有利於提高漆膜的硬度和外觀,而且可以使反應速度加快,從而提高羥基的利用率。與雙組分溶劑型聚氨酯塗料相比,水性雙組分聚氨酯木器漆的VOC可減少70%~90%,且其乾燥速度、光澤、物化性能和適用期都可適應工業化的要求。水性雙組分聚氨酯木器漆的一NCO/一OH比通常為1~1.5,過多的一NCO會使塗料的適用期太短。理論上,一NC0/一OH為1時,塗層性能與溶劑型雙組分體系相當,但實際操作時,考慮到有一部分一NcO要和水及其它一OH反應,需增大一NCO的比例。

水性雙組分聚氨酯中的表面活性劑、羥基組分均會導致漆膜對水的敏感性。水相本身及空氣中的水汽會在成膜過程中產生CO,導致漆膜起泡、縮孔、失光等,所以目前雙組分水性聚氨酯木器漆尚未達到商品化的水平,尚需一定的時間去改進和調整。

通過上文的舉例可以得知,實際上水性樹脂漆指代的並不是一種單一的油漆塗料,它可能是由好多個部分組合而成的,對應的分類也十分豐富,上文小編為大家推薦的就是五種不同類別的水性樹脂漆,包括醇酸類水性樹脂漆,丙烯酸類水性樹脂漆,居然之類水性樹脂漆以及,雙組份水性聚氨脂樹脂漆等等,適合的場所以及對應的適用人群也是完全不一樣的。而且在後期的安裝和維修保養的操作過程中,我們應該分類入手,對診下葯,這樣子才會達到滿意的效果,具體可以參考上文進行了解和分析。

⑥ 聚氨酯有單組分和雙組分之分

單組份聚氨酯是經過預聚後的聚氨酯原料,可以直接使用
雙組份聚氨酯是兩種不同的聚氨酯原料經過混合後發生化學反應才能使用
現在市面上的聚氨酯原料多以雙組份為主
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