[01850470]环保水性聚氨酯涂料的研究

该课题来源与背景：项目来源于建设部科技项目《室内环境污染控制与改善技术研究》课题之一：环保型水性聚氨酯涂料的研究。（编号HT2003-2-144-5）室内环境与空气质量问题是直接关系到人的生命健康安全的重要问题。长期以来，室内木器装修用漆多为溶剂型硝基漆、聚酯漆、聚氨酯漆，由于VOC含量高、污染严重，对人们的健康造成严重威胁，因此开发低污染、高性能环保型水性涂料对有效解决室内污染问题，改善人们居住环境和工作环境具有广泛和深远的社会效益。水性聚氨酯由于涂膜性能达到甚至优于传统溶剂型涂料,具有很好的光泽性、易洗、耐磨、防燃、抗水、抑菌、防霉和杀真菌性能，已成为发展最快的涂料品种之一。然而，我国在水性聚氨酯涂料的研究和开发领域方面与国外相比还比较落后，其性能与国外同类产品相比还有一定差距,我国水性聚氨酯涂料大都从国外进口，还没有成熟的能够生产优质、价廉的聚氨酯水性涂料的技术工艺。因此开发研制具有自主产权、性能优异的水性涂料具有重要的意义。　　技术原理及性能指标：项目针对目前单组分的聚氨酯水分散体系交联度低，耐水和耐溶剂性差、硬度较低、价格较贵等缺点，利用酮羰基与肼基之间的脱水缩合反应，在国内率先研制了丙烯酸酯交联改性水性双组分聚氨酯涂料。　　技术原理：(1)含羟基的丙烯酸改型的聚氨酯水分散体的研究：课题采用过量酰肼扩链制备含肼基的水性聚氨酯多元醇体系；以乳液聚合法合成PA乳液，利用双丙酮丙烯酰胺在PU乳液中引入酮羰基；利用水性聚氨酯中肼基与丙烯酸乳液中酮羰基之间的脱水缩合反应来实现两种聚合物的交联，以此来制备丙烯酸交联改性的PUA多元醇乳液。（2）双组分水性聚氨酯涂料的制备：以自制的丙烯酸交联改性的PUA多元醇乳液作为主要成膜物质,研究其与异氰酸酯的亲水性固化剂匹配性以及用量大小，研究各种助剂、颜填料、去离子水等对漆膜性能影响，制备双组分水性聚氨酯涂料。　　技术指标：丙烯酸酯交联改性聚氨酯水分散体系达到技术指标：pH：6.5～7.5固含量/%： 33～35黏度(25℃)/ mPa?s： 240乳液粒度/μm ： 0.05～0.2稳定性/月： ≥6拉伸强度/ Mpa： 15.6断裂伸长率/%:230吸水率 / ％：2.15水基涂料达到的技术指标：光洁度/%： 91.6 铅笔硬度： 2H附着力/级：1抗冲击力/kg?cm ： 50柔韧性（mm）： 1耐磨性（750g/500r），g技术的创造性与先进性： 1.课题制备的含羟基的丙烯酸酯交联改性的PUA水分散体，克服了PU、PA简单共混往往因两者相容性不好而影响产品性能的缺点，也克服了嵌段共聚和互串网络聚合物的复杂工艺，具备了丙烯酸聚合物和聚氨酯二者的优点，具有良好的耐化学品性、高的硬度和更低廉的价位。与国外同类产品相比，固含量较高，成膜温度较低，其涂膜性能与国外产品相当，价格低廉。 2课题组研制的丙烯酸酯交联改型的水性双组分聚氨酯涂料，固含量高、颗粒度小、保存性能稳定，其涂膜性能与国外产品相当，但价格低廉。涂料成膜后，有良好的光泽度，耐水、耐溶剂、耐磨、抗剥落等性能均符合使用要求，且无毒，综合技术水平居国内领先，是应用于室内装修很好的绿色环保涂料，在市场上具有较强竞争力。3.课题使用了前期自制产品二羟甲基丁酸来制备水性聚氨酯体系，其综合性能比用二羟甲基丙酸更为优异,提高水性PU分散体的固含量及耐水性。技术的成熟程度，适用范围和安全性：课题组所研制的水性聚脂氨涂料具有优异的耐磨性，抗冲击性，耐水性，抗剥落性，光泽度高，可用于汽车面漆、木器家具及内墙涂层等多重用途，这对于方兴未艾的家居装修与汽车行业来说具有很大的市场。 该项技术成果已经小规模的工业放大，技术成熟，工艺路线可靠，产品质量稳定，并已经在镶木、软木地板、木器家具、鱼网涂料、高尔夫球上试用。应用情况及存在的问题：由于受时间、经费的限制，课题组未能对聚氨酯的涂层界面性质及抗渗性能进行深入的研究。未能组织进行规模化生产与应用。