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公司新聞

水性聚氨酯的現狀與發展趨勢

日期:2022-01-18 來源:上海威固化工制品有限公司 瀏覽次數:

1943年德國的Schlack首先研制出水性聚氨酯至今已經有70年的歷史,國內外對于水性聚氨酯的研究取得了可喜的進展,技術日益成熟和完善。德國、美國、日本等多家企業已經生產出性能優異的水性聚氨酯產品,并占據了一定的市場份額。隨著環境保護、人體健康和對水基材料質量要求的不斷提高,綜合運用多種改性方式和開發新的改性方法,制備出高檔多功能水性聚氨酯的發展勢在必行,隨著研究人員的努力,水性聚氨酯產品的技術和性能等已趨向成熟。與國外水性聚氨酯系列化、大工業化的水平相比,國內對于水性聚氨酯的研究和開發仍處于成長階段,仍存在著原料品種少、制備方法單一、理論研究不足、應用研究不夠深入等諸多問題,需要進一步探索,同時,水性聚氨酯也存在一定的不足,如耐水性差、干燥速率慢、體系表面張力大、成本高、價格高等,也限制了水性聚氨酯的進一步應用與發展。

目前,國內市場上的水性聚氨酯還具有以下共同特點。

①大多數單組分水性聚氨酯主要是依靠分子內極性基團產生內聚力和黏附力進行固化。水性聚氨酯中含有羧基、羥基等基團,適宜條件下可參與反應,使其產生交聯,進一步增加其成膜強度。

②水性聚氨酯氣味小,操作方便,殘膠易于清理。

③水性聚氨酯可與多種水性樹脂混合(如水性丙烯酸樹脂、水性環氧樹脂等),以改進性能或降低成本。因受到聚合物間的相容性或在某些溶劑中的溶解性的影響而受到一些限制。

④由于水的揮發性比有機溶劑差,故水性聚氨酯干燥緩慢,膠膜干燥后若不形成一定程度的交聯,則耐水性不佳。

高性能低VOC含量的水性聚氨酯有廣闊的應用前景。水性聚氨酯具有干燥時間短、外觀好、耐溶劑性好等特點,使其在木器涂料中占有很大份額;具有良好的耐低溫性和耐化學品性的水性聚氨酯皮革涂料,已取代傳統溶劑型丙烯酸皮革涂飾劑、硝基纖維素涂飾劑,成為皮革涂料的主要品種;此外,水性聚氨酯可用于工業涂料和防腐涂料。

聚氨酯未來的發展趨勢為開發高性能、低能耗和無污染的水性聚氨酯。今后若干年水性聚氨酯的發展方向主要將集中在以下方面。

①提高水性聚氨酯的耐水性。

②提高水性聚氨酯的穩定性,在保持水性聚氨酯耐水性的同時,提高水性聚氨酯的儲存穩定性是目前國外水性聚氨酯研究的重要方向。

③提高水性聚氨酯的固含量,目前所生產的水性聚氨酯的固含量多為20%~40%,干燥和運輸費用較高,應努力設法將其提高;如果將固含量提高到45%以上,在40~60℃的干燥溫度下其干燥速率可與普通溶劑型聚氨酯樹脂在室溫下的干燥速率相近。

④加強復合型改性水分散型聚氨酯的研究,利用聚氨酯分子的可設計性,在聚氨酯鏈上引入特殊功能的分子結構,如含氟、含硅聚合物鏈,使涂膜具有更多的功能性。

⑤發展抗靜電和抗菌型水性聚氨酯。

⑥加強對高固含量和粉末狀水分散型聚氨酯的研究。

⑦利用可再生資源如植物油、松香及廢棄塑料制備多元醇,再用該多元醇合成水性聚氨酯,制備改性水性聚氨酯。

⑧積極進行雙組分水性聚氨酯的研究,發展高性能、低VOC雙組分水性聚氨酯。

⑨進一步開拓水性聚氨酯的應用領域。

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