涂料论文概述

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1、聚氨酯水分散皮革涂料原料与涂料性能检测一、概述随着各国环保法规对涂料体系屮挥发性有机化合物（VOC）含量的严格限制，促进了以水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。水性聚氨酯涂料是发展最快的涂料品种之一。水性聚氨酯树脂以水为分散体，安全、环保、机械性能良好，易于改性，广泛地应用于涂料、胶黏剂、皮革、油墨、印染等行业。但由于水性聚氨酯的拒油耐水性、热性能相比溶剂型聚氨酯，仍有差距，常需要对其表面及本体进行改性，以增加水性聚氨酯材料在恶劣环境下的稳定性。聚氨酯分散皮革涂料是一种以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯

2、的原料。聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料，可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是曲异氧酸酯预聚物（也叫低分子氨基甲酸酯聚合物）和含疑基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。这一类涂料的品种很多，应用范围也很广，根据含疑基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醞聚氨酯、环氧聚氨酯等品种。一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好。是目前很有发展前途的一类涂料品种。二、应用领域聚氨酯水性分散休涂料由于具有低VOC和优异性能,经济上也易为人们接受，t20世纪60年代问世以来，性能不断地改

3、进，获得了广泛的应用。相关数据也给出了水分散聚氨酯涂料应用的一些领域。对有关应用领域在后面作重点分述,主要是叙述单组分（未改性）聚氨酯水分散体的应用，也涉及到改性的单组分产詁以及双组分聚氨酯水分散体的应用。皮革的涂饰是干制和糅制的皮革的表面处理，是为了改进革面的颜色、手感和外观。溶剂型聚氨酯涂料早已用于皮革表而的涂饰，由于V0C限制，逐步用水性聚氨酯取代。采用聚氨酯水分散体涂饰剂是对皮革表而抗沾尘，耐水与抗磨擦性的改进同时进行的。涂饰施工从底到面涂几层，以增加涂膜硬度，一般涂层包括底涂、着色层（底色涂层）和面饰层。聚氨酯水分散皮革涂饰剂是丙烯酸酯水分散体

4、涂饰剂的换代产品，克服后者低温脆变、高温发黏的缺点，用于皮革高档产品的装饰，国内在这方而应用较为成熟，用量较大。仅甘肃与西北地区估计每年用量几千吨，全国用量未见统计数据。皮革的表面涂饰必须提供耐水、附着力好的底层，为得到较好的耐水性，聚氨酯水分散体采用氮内噪、碳化二亚胺、环氧或界孰酸酯交联剂交联改性。聚氨酯水性分散体仍需用于“漆皮革”（用色漆作涂饰剂制成的面革）中，双组分和相对分子质量高的湿同化预聚物继续在这个工艺屮使用，为捉高切割开皮革的质量等级,溶剂型聚氨酯还继续使用。三、性能指标分析1.PUDs的性能特点:水性聚氨酯树脂通常可分为PU水溶液、PU分

5、散体和PU乳液三种，市场上应用的水性聚氨酯基木都是PU乳液和分散体。通常将后两类称为PU乳液或分散体（PUDs）,水性聚氨酯分散体（PUDs）比其他结构水性聚合物具有更多的优点，而且符合环保要求，主要表现为：⑴分子组成变化范围广，可赋予分散体不同的性能特点（可软口HS）；⑵分散于水中，无游离的异氧酸酯，无毒性；⑶对底材有良好的附着力和物理机械性能，如耐磨性和抗冲击性；⑷具有良好的低温成膜性和柔韧性；⑸脂肪族异氧酸酯对光稳定，可适合户外使用；⑹经特制的分散体具冇良好的耐水、耐溶剂性和耐化学性；（7）经特制的分散体可具有较高的光泽和良好的颜料展色性；⑻施工方

6、便，干燥速度快；⑼和其他水性聚合物，如丙烯酸乳液，冇良好的相容性；（10）溶剂含量少，符合VOC排放要求，甚至可做到零VOC。正是由于PUDS具有上述杰出的性能，经过三十年的发展，目前在欧美国家已广泛应用于皮革、纺织、木材地板、塑料、汽车、混凝土等领域。目前大多数水性PU主要是由自乳化法制备，以含亲水性基团的PU为主要固化成分，涂膜干燥时若亲水成分不能有效的进入交联网络中，干燥形成的涂膜遇水易溶胀。另外其缺少像双组分溶剂型PU涂膜所能得到的交联密度和高相对分子质量，因而这些水分散体涂膜的耐水性、耐溶剂性、耐热性和光泽性较差，严重地限制了其使用的范围。因此

7、，常采用提高涂膜的交联密度来改善乳液涂膜的耐水性。常用的交联方法冇两种：一种是在合成PU预聚物时，加入官能度大于2的多轻基化合物，直接生成交联PU预聚物，将上述预聚物很好地分散在水中，并扩链形成大分子，最后形成乳液。这种方法也叫前交联法，缺点是易使预聚物黏度增大，较难分散在水屮，影响乳液的稳定性。近年来新型交联剂和多官能团扩链剂的筛选与合成的研究相当活跃，已成为提高水性PU物理机械性能和耐水性能的主要途径之一。另一种方法为外交联法，采用带竣的阴离子PU乳液进行交联，交联反应发生在PU分子的竣基上，有氮丙噪、碳化亚胺以及金属盐类化合物,在室温条件下进行交联

8、。这类交联剂一般在使用PU乳液时加入，因其交联反应速率很快，短时间内产生凝胶而破