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1、水性聚氨酯涂料的特點(diǎn)及改性應(yīng)用綜述學(xué)院：材料與化工學(xué)院專業(yè)：高分子材料與工程班級(jí)：班姓名：李遼遼學(xué)號(hào)：水性聚氨酯涂料的特點(diǎn)及改性應(yīng)用綜述李遼遼（班級(jí)：11班學(xué)號(hào)：）摘要：介紹水性聚氨酯涂料的分類、特點(diǎn)及其改性應(yīng)用關(guān)鍵字：水性聚氨酯涂料；改性；應(yīng)用0引言聚氨酯(又稱聚氨基甲酸酯)是指分子主鏈結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重復(fù)單元的高分子聚合物，通常由多異氰酸酯與含活潑氫的聚多元醇反應(yīng)生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的聚氨酯體系，形成的WPU乳液及其膠膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐磨性、耐化學(xué)品性和耐老
2、化性等特點(diǎn)，可廣泛用于輕化紡織、皮革加工、涂料、建筑和造紙等行業(yè)。隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，越來越多的學(xué)者致力于水性聚氨酯涂料的開發(fā)，有效限制揮發(fā)性有機(jī)溶劑的毒害性。雖然水性聚氨酯具有一些優(yōu)良的性能，但仍有許多不足之處。如硬度低、耐溶劑性差、表面光澤差、涂膜手感不佳等缺點(diǎn)。由于水性聚氨酯在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問題，因此需要對(duì)其進(jìn)行改性。其改性方法主要包括環(huán)氧樹脂改性、丙烯酸酯改性、有機(jī)硅改性、多元改性等。2水性聚氨酯涂料的特點(diǎn)與分類2.1水性聚氨酯涂料的特點(diǎn)[1]水性聚氨酯涂料是以水為介質(zhì)的二元膠態(tài)體系。它不含或含很少量的有
3、機(jī)溶劑，粒徑小于0.1nm，具有較好的分散穩(wěn)定性，不僅保留了傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料的一些優(yōu)良性能，而且還具有生產(chǎn)成本低、安全不燃燒、不污染環(huán)境、不易損傷被涂飾表面、易操作和改性等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)紙張、木材、纖維板、塑料薄膜、金屬、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。2.2水性聚氨酯涂料的分類目前的水性聚氨酯主要包括單組分水性聚氨酯涂料、雙組分水性聚氨酯涂料和特種涂料三大類。2.2.1單組分水性聚氨酯涂料單組分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯樹脂為基料并以水為分散介質(zhì)的一類涂料。通過交聯(lián)改性的水性聚氨酯涂料具有良好的貯存穩(wěn)定性、涂膜機(jī)械性能、耐水性、
4、耐溶劑性及耐老化性能，而且與傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一個(gè)重要發(fā)展方向。目前的品種主要包括熱固型聚氨酯涂料和含封閉異氰酸酯的水性聚氨酯涂料等幾個(gè)品種：a.熱固型聚氨酯涂料。交聯(lián)的聚氨酯能增加其耐溶劑性及水解穩(wěn)定性。聚氨酯水分散體在應(yīng)用時(shí)與少量外加交聯(lián)劑混合組成的體系叫熱固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交聯(lián)水性聚氨酯涂料。b.含封閉異氨酸酯的水性聚氨酯涂料。該涂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(tuán)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(yīng)，成為單組分涂
5、料，并具有良好的貯藏穩(wěn)定性。c.室溫固化水性聚氨酯涂料。對(duì)于某些熱敏基材和大型制件，不能采用加熱的方式交聯(lián)，必須采用室溫交聯(lián)的水性聚氨酯涂料。通過與水分散性多異氰酸酯結(jié)合，可以改進(jìn)水性端羥基聚氨酯預(yù)聚物／丙烯酸酯混合物，尤其是羥基丙烯酸酯混合物的性能。此類水性聚氨酯涂料，采用特制的多異氰酸酯交聯(lián)劑，即含(-NCO)端基的異氰酸酯預(yù)聚物，經(jīng)親水處理后分散于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涂料。d.固化水性聚氨酯涂料。光固化水性聚氨酯涂料采用電子束輻射、紫外光輻射的高強(qiáng)度輻射引發(fā)
6、低活性的聚物體系產(chǎn)生交聯(lián)固化。2.2.2雙組分水性聚氨酯涂料雙組分聚氨酯涂料具有成膜溫度低、附著力強(qiáng)、耐磨性好、硬度大以及耐化學(xué)品、耐候性好等優(yōu)越性能，廣泛作為工業(yè)防護(hù)、木器家具和汽車涂料。水性雙組分聚氨酯涂料將雙組分溶劑型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量相結(jié)合，成為涂料工業(yè)的研究熱點(diǎn)。水性雙組分聚氨酯涂料是由含(-OH)基的水性多元醇和含(-NCO)基的低粘度多異氰酸酯固化劑組成，其涂膜性能主要由羥基樹脂的組成和結(jié)構(gòu)決定的。2.2.3特種涂料主要包括有機(jī)硅改性聚氨酯涂料和含氟聚氨酯涂料等。a.有機(jī)硅改性聚氨酯涂料。聚硅
7、氧烷因其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其具有一系列優(yōu)異性能，如具有極好的耐高低溫性能，優(yōu)良的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，憎水防潮性、生理惰性及生物相容性等。以聚硅氧烷為軟段合成的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物，兼具有聚硅氧烷和聚氨酯兩者的優(yōu)異性能，表現(xiàn)出良好的低溫柔順性、介電性、表面富集性和優(yōu)良的生物相容性等，克服了聚硅氧烷機(jī)械性能差的缺點(diǎn)，也彌補(bǔ)了聚氨酯耐候性差的不足，具有很好的發(fā)展前景；b.含氟聚氨酯涂料。以氟烯烴聚合物或氟烯烴與其他單體為主要成膜物質(zhì)的涂料，由于氟原于半徑小，電負(fù)性強(qiáng)、碳氟鍵鍵能高，因此賦予了氟涂料極好的耐紫外線和核輻射性、柔韌性，
8、優(yōu)良耐磨性，低表面能，高抗張強(qiáng)度，高電阻率，高耐候性，耐化學(xué)品，防霉阻燃，耐熱，已經(jīng)在建筑幕墻涂料、耐酸雨涂料、耐溫防腐涂料，防污涂料和汽車面漆方面得到應(yīng)用。3水性聚氨酯涂料的改性3.1丙烯酸酯改性聚丙烯酸酯類材料與聚氨酯材料相比，在耐水、耐溶劑、
