聚氨酯涂料发展趋势

 

  随着消费者环保意识的逐渐增强,装饰装修市场的逐渐规范,环保的木器漆将会逐渐替代溶剂型木器漆,目前已涌现出一些更新的产品,其相关的行业标准也将更加完善。
  涂料丰满度的关键是涂料的固含量,我国的水性聚氨酯产品固含量大多低于35%,原因是聚氨酯分散体粒子表面存在的结合水扩散层使分散体粘度随固含量的提高而增加很快,而水性木器涂料对流平性能要求较高,粘度高则流平性能差,因此生产高固含量聚氨酯分散体的技术难题依然有待解决。耐水/耐醇性能的核心是后交联水性聚氨酯分散体的开发应用,国内已有研究。水性木器涂料在常温条件下成膜,不需高温处理。因此后交联涂料必须是常温交联,后交联固化体系开发难度较大。要实现水性聚氨酯涂料工业的实质性发展,国内企业必须在助剂研发和配方技术方面有所突破。目前研究主要集中于工业地坪漆提高产品的耐水性、耐溶剂性及缩短干燥时间等方面;单组分交联型水性聚氨酯涂料较线型聚氨酯涂料在强度、硬度、耐水性、耐溶剂性等方面具有较大的提高,只是断裂伸长率略显不足。
  改性水性聚氨酯涂料发展十分迅速,其中最重要的是丙烯酸酯改性水性聚氨酯涂料,也称为第三代水性聚氨酯涂料,采用聚氨酯和聚丙烯酸酯共聚。制备共聚体的方法有两种,一是制备含活泼异氰酸酯基的亲水聚氨酯,将其在含胺基(或羟基)的水溶型(或水乳型)的聚丙烯酸酯体系中扩链,从而制备共聚体。二是采用就地聚合法,即在合成聚氨酯时引入双键,然后以丙烯酸酯先作反应溶剂,待分散到水中后再作反应单体进行聚合。
  在全球市场中,紫外固化水性聚氨酯增长迅速。因为使用时不必在喷涂前将聚酯和聚异氰酸酯混合。同时,这种涂料的聚氨酯分子具有在紫外线照射下的交联性质,能满足特别的高品质要求。拜耳材料科技用于生产木器罩面漆的新型紫外固化水溶性聚氨酯既经济又环保。在紫外光的照射下,涂层能在几秒内固化。另外,该涂料体系除了水,几乎不含其它溶剂,所以VOC含量极低。拜耳材料科技投放市场的涂料喷涂简便,可以应用于窗框、百叶窗、门以及各种外部木质平板。罩面漆可以是透明的,也可以着色,即使在低温条件下也有弹性,拥有良好的抗化学腐蚀性能,最重要的是耐候性强,它们的化学结构是一种特别的脂族聚氨酯,即使在阳光的照射下也几乎不会发生变化。另外,产品在粘合木头和勾勒木头纹理方面性能卓越,特别是在勾勒木头纹理的功能上,可以应用在家具和地板漆。
  南京工业大学运用分子组装技术制得的高性能环保型纳米水性聚氨酯涂料,其涂膜的拉伸强度、断裂伸长率、硬度、耐磨性、耐擦洗以及涂膜的耐水性能都有了很大程度的提高,能达到溶剂型聚酯漆的主要性能指标,其性能完全可以与溶剂型聚酯漆相媲美,且具有方便施工、涂膜性能易于设计和优化,以满足特殊用途。北京北辰化工有限公司与清华大学联合研制开发的307新型抗黄变木器漆,采用了聚酯/聚醚混合改性丙烯酸树脂合成方法,比常规的丙烯酸树脂干燥迅速,硬度高,对木材附着力强,丰满度好。同时采用聚酯多元醇与IPDI预聚物合成了一中新的交联剂降低了成本,改善了使用性能。该木器漆抗黄变性优良,且可用喷涂、刷涂的方法施工,是传统的PU和NC白色漆的升级产品,市场前景广阔。
  聚氨酯涂料用作桥梁、石油贮罐、化工厂设备等的重防腐蚀涂料,已引起防腐蚀涂料专家的关注。聚氨酯涂料可低温固化,弹性好,湿固化聚氨酯涂料可全天候施工,可用很多树脂改性,其发展前景非常好。聚氨酯涂料除了具有良好的防腐蚀性外,还有好的耐候性和装饰性,故可在重防腐蚀体系中作为面漆使用。当前木器家具的涂料主要类型有:酸固化漆、聚氨酯涂料、硝基涂料、不饱和聚酯漆、丙烯酸涂料、水溶性漆。欧洲一些国家木器家具涂料结构是:聚氨酯涂料占30%~50%,硝基涂料占23%~25%,酸固化漆占15%~20%,紫外光固化漆占10%~13%,水性及其他涂料占5%。意大利木器家具涂料居欧洲之首,其年用量不低于10万吨,其中双组分聚氨酯涂料占52%,为7.28万吨,而酸固化漆仅占3%。中国是木器家具涂料的大市场,估计年用量不低于10万吨,以聚氨酯涂料和硝基涂料为主,90年代后聚氨酯涂料所占比例每年都在上升。我国单组分聚氨酯涂料以聚氨酯醇酸为主,双组分聚氨酯木器家具涂料的组分以TDI加成物和HDI缩二脲居多。
   近年来,聚氨酯产品品种、应用领域以及产业规模迅速扩大,已成为发展最快的高分子合成材料工业之一。尤其近年来中国成为世界上聚氨酯发展最快的市场中心,同时生产地坪漆产品、应用、研究开发的技术进展也突飞猛进。随着我国家装、家具涂料市场的迅猛增长,以及环保法律法规和相关行业标准的不断完善,水性涂料尤其水性聚氨酯木器涂料已开始成为市场亮点。预计今后几年我国水性木器涂料在木器涂料市场的占有率可达20%以上,市场前景看好。
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