水性聚氨酯分類及應(yīng)用

聚氨酯即氨基甲酸酯，是一類含有重復(fù)的氨基甲酸基團(tuán)的高分子聚合物，具有優(yōu)良的機(jī)械性能和化學(xué)性能。以往聚氨酯以油溶性居多，近些年水性化趨勢(shì)形成，聚氨酯的水性化也日趨成熟。

水性聚氨酯有許多類別，一般有以下幾種分類方法。

• 以外觀分類。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(shí)際應(yīng)用多的是聚氨酯乳液及分散液。
• 按固化方式分類。水性聚氨酯可分為雙組份、單組份自干、輻射固化三種。輻射固化水性聚氨酯一般含有雙鍵，可在紫外光條件下經(jīng)光引發(fā)劑引發(fā)聚合。

  水性雙組份體系與傳統(tǒng)溶劑型雙組份體系一樣，即需要a、b兩種組分混合，才能發(fā)生交聯(lián)固化，一般使用水性異氰酸酯固化劑。

  單組份水性聚氨酯在室溫或加溫條件下即可固化。

• 以親水性基團(tuán)的性質(zhì)分類。根據(jù)聚氨酯分子側(cè)鏈或主鏈上是否含有離子基團(tuán)，即是否屬離子鍵聚合物，水性聚氨酯可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型。含陰、陽(yáng)離子的水性聚氨酯又稱為離聚物型水性聚氨酯。不含離子基團(tuán)的稱為非離子水性聚氨酯。
• 以聚氨酯原料分類。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，分別指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作為低聚物而制成的水性聚氨酯。還有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合類型。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(huán)族異氰酸酯型。
• 根據(jù)聚氨酯的水性化方法分為自乳化法和外乳化法。自乳化法又稱內(nèi)乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無(wú)需乳化劑即可形成穩(wěn)定乳液的方法。

  外乳化法又稱為強(qiáng)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(tuán)，或完全不含親水性成分，此時(shí)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，由于親水性小分子乳化劑的殘留，影響固化后聚氨酯膠膜的性能，而自乳化法消除了此弊病。水性聚氨酯的制備目前以離子型自乳化法為主。

應(yīng)用

不同類型的多異氰酸酯和多羥基化合物反應(yīng),可以制得不同性能的涂料, 以滿足各應(yīng)用領(lǐng)域的需求。聚氨酯涂膜具有一系列優(yōu)良的特性, 突出的優(yōu)點(diǎn)是耐磨性, 耐化學(xué)品性, 良好的韌性、彈性和對(duì)基材的粘接性, 能在室溫或低溫固化, 因此聚氨酯涂料在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用, 被認(rèn)為是綜合性能好的涂料品種

木器漆一般要求美觀并有良好的耐磨性、耐沾污性。水性聚氨酯具有耐磨性、柔韌性、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)，木器漆已成為水性聚氨酯涂料的重要應(yīng)用領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。

汽車涂料品種繁多，有電泳漆、二道漆、面漆、原廠漆、修補(bǔ)漆等。隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)汽車涂裝的要求越來(lái)越高，從環(huán)保的角度考慮，水性化是汽車涂料的發(fā)展趨勢(shì)，汽車表面的底漆、中涂漆、色漆、罩光漆以及修補(bǔ)漆均可采用水性聚氨酯。目前使用的水性聚氨酯汽車涂料主要是雙組分類型的。

金屬腐蝕導(dǎo)致的損失十分嚴(yán)重，特別是鋼鐵的防腐蝕日益引起國(guó)內(nèi)外關(guān)注。而涂覆防銹涂料是防止鋼鐵腐蝕的主要方法之一。水性涂料因其能夠有效地克服溶劑型涂料價(jià)格高、污染大的缺點(diǎn)，逐漸成為涂料的主要發(fā)展方向。

建筑涂料要求耐光性、耐候性等一些性能，利用聚氨酯分散體涂料通過(guò)組分調(diào)整可使其綜合性能完全滿足要求。聚氨酯分散體涂料因?yàn)橛兄鴥?yōu)良的耐水、耐久和耐候性，對(duì)建筑物的外部裝飾有著突出的優(yōu)點(diǎn)，作為高檔次的建筑涂料在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的美國(guó)、歐洲各國(guó)大量使用。