水性丙烯酸木器漆及其改性的应用
水性丙烯酸木器漆及其改性的应用
摘要：本文集中介绍水性丙烯酸在木器用漆方面的应用、制作流程及配方，由于传统配方制作出的纯水性丙烯酸木器漆有“热粘冷脆”、耐溶性、耐湿擦性和耐磨性较差等缺点，故需对其进行改性调整以加强其性能。通过结合丙烯酸漆和水性聚氨酯各自的优势，对其进行聚合改性，即可得到性能优异、性价比高的水性聚氨酯改性丙烯酸木器漆。
关键字：水性丙烯酸木器漆聚氨酯改性
1.引言
丙烯酸树脂是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物和与其他烯类单体的共聚物。
丙烯酸漆是以丙烯酸树脂为基础的涂料，由于丙烯酸树脂的性能十分优异，所以凡是配方中含有丙烯酸树脂，都会加上丙烯酸三个字，如丙烯酸醇酸漆、丙烯酸氨基漆、丙烯酸硝基漆、丙烯酸聚氨酯等。如果只采用丙烯酸树脂制成的漆往往就称为丙烯酸漆。
与其他合成高分子树脂相比，丙烯酸树脂具有许多突出的优点，如优异的耐光、耐候性，户外暴晒耐久性强，耐紫外光照射不宜分解变黄，能长期保持原有的关则和色泽等优良特性。在木器用漆方面，丙烯酸树脂涂料光泽、价格低廉等特性更是被广泛应用于中低档木器之上。但耐磨性和抗化学性较差，由于光泽差难以制作高光度的漆，而且硬度一般、成膜性能较差，若对其进行聚氨酯改性，便可获得聚氨酯其的优势，在不大幅增加成本的同时弥补其缺点。
2.水性丙烯酸树脂涂料
2.1丙烯酸树脂的性能和特点
丙烯酸酯涂料按所采用的聚合单体不同，可分为全丙、苯丙、醋丙、硅丙及其他改性丙烯酸脂涂料。对于纯的丙烯酸树脂（尤其是乳液型丙烯酸树脂）有着以下的优点：
（1）以无毒、无味、不燃、不爆、无污染的水为分散介质，不含或仅含少量有机溶剂，且是低毒性。（2）色浅，一般可以到水白的程度，并有极佳的透明度。
（3）耐光、耐候、户外暴晒耐久性强，耐紫外线照射不容易分解、变黄。
（4）保光、保色性好，能长期保持原有的光泽和色泽。
（5）耐腐蚀，有较好的耐酸、耐碱、耐盐、耐油脂、耐洗涤剂等化学品的玷污以及腐蚀性能。
（6）施工性能好，施工方便，技术容易掌握。涂膜干燥快，涂料透气性好。
（7）配置的乳液型丙烯酸酯涂料在施工粘度下的固体分较高时，可以一次涂覆厚涂膜，大大提高施工效率。
（8）乳液型分散体系的树脂分子量高，涂膜耐水性、耐碱性和耐候性较好，具有很好的力学性能，使用寿命较长。
丙烯酸树脂不仅可以单独用来制漆，也可以采用丙烯酸树脂和其他树脂拼混，凡是添加丙烯酸树脂的涂料，均可以将丙烯酸树脂的优异性能带入，从而提高涂料的性能，弥补涂料部分性能上的缺陷。也就带来了丙烯酸树脂改性的无限可能性。
水性丙烯酸酯涂料也有缺点，如在最低成膜温度以下涂料不能形成连续的膜；涂料假速流动，易增稠，涂料流动性和湿膜流平性差；水挥发后粘度迅速上升，涂膜易产生气泡和针
孔；水的表面张力大，涂料对基材的润湿性差，已形成凹凸不平的涂膜；在制涂料和使用过程中，强烈的机械作用力会破坏乳液涂料的稳定性，是涂料絮凝而变质；易遭受微生物破坏。
2.2聚丙烯酸型乳液的制备
聚丙烯酸酯乳液可采用批量法（一次性投料）、全连续法（全滴加）和半连续法（批量法与滴加法的组合）制备。但在实际生产中，由于丙烯酸酯单体聚合反应放热量大，凝胶效应出现得早，很难采用批量法聚合工艺进行生产，因为一次性加入单体聚合会出现集中放热，反应循环冷却系统不能及时带走反应热，造成反应系统升温，反过来加快反应放出更多的热量，反应很难控制，会发生爆炸和爆聚事故。而对于涂料用丙烯酸酯乳液的制备一般采用半连续法工艺（如图），即在装有搅拌机、冷却系统、温度计及进样泵的反应釜中加入一定量去离子水和乳化剂等，升温至一定温度。从乳化罐加入部分乳化单体和引发剂罐加入部分引发剂引发聚合，反应一段时间后，滴加剩余乳化单体及引发剂溶液。滴加结束后，报文，冷却降温，用氨水调pH值，随后同时加入防菌剂、稳定剂和消泡剂等助剂，最后出料，过滤、包装。
图1 乳液聚合工艺流程
2.3 乳液型丙烯酸酯涂料的配制
乳液型丙烯酸酯涂料的配置操作步骤一般如下：先将水放入高速搅拌机中，在低速下依次加入颜料润湿剂、分散剂、杀菌剂和消泡剂，混合均匀后，慢慢地加入颜料、填料，加完颜料填料后，慢慢提高高速搅拌机搅拌速度，搅拌至颜料分散均匀；然后将分散好的浆料用齿轮泵泵入磨砂机中研磨到规定细度后，然后转到调漆罐中，加入乳液、成膜助剂、增稠剂、防腐剂、pH调节剂等搅拌15～30min，用增稠剂、pH调节剂和少量水调至合适粘度后，过滤出料，整个工艺流程如下图。
图2 乳液型丙烯酸酯涂料的配置流程示意
3.水性丙烯酸木器漆
3.1水性木器漆的概述
水性木器漆是以水作为分散介质的一类涂料。以传统的溶剂型木器漆相比，水性木器漆具有很多优点，例如：无毒环保，不含苯类等有害溶剂，不含游离TDI；施工简单方便，工作环境干净卫生，且漆膜手感好；耐黄变性好，耐水性优良，不燃烧；可与乳胶漆等其他涂料同时施工等。
具有环保、安全、简便、节能四大特征的水性漆代表着涂料未来的发展方向。水性漆在国内兴起的时间大约10年，与传统涂料相比，目前水性木器漆在漆膜的丰满度、硬度、耐磨性和手感等方面尚有差距，但是随着水性木器漆改性研发技术的突破，例如水性聚酯木器漆的出现，已经部分或完全解决了以上的这些缺点，使水性木器漆进入了一个飞速发展阶段。
3.2丙烯酸型水性木器漆
水性木器漆除主要成分为丙烯酸之外，还有以水性醇酸树脂为主要成分和以百分之百聚氨酯为成分的水性木器漆，在这里暂不介绍。含有丙烯酸树脂的水性木器漆主要分以下两类：一类是以丙烯酸为主要成分的水性木器漆。采用丙烯酸乳液为主要成分，适宜做水性木器底漆、哑光面漆。该产品主要特点是附着力好，不会加深木器颜色，但耐磨性和抗化学性较差，由于光泽差难以制作高光度的漆，而且硬度一般、成膜性能较差。因其成本较低且技术含量不高，仍然占有很大市场。
另一类是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆。其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了聚氨酯漆的耐磨性及抗化学性强的特点。成本比较适中，可以自交联亦可用于双组分体系，硬度好、干燥快、耐磨、耐化学性能好、黄变程度低或不变黄，适合于做亮亚光漆、底漆、户外漆等。
3.3丙烯酸型水性木器漆的配方设计和参考配方
丙烯酸类木器漆包括苯乙烯-丙烯酸共聚树脂类，因其成本低，玻璃化温度高，硬度高，这类产品多用作打磨底漆，也用于要求不高的装饰性涂料或临时保护漆。目前，在水性丙烯酸树脂合成中常用的技术已由传统的单相聚合法发展为多种成熟的技术，包括单相/多相（嵌段型）、自交联型、无皂聚合物型及含-OH的双组分丙烯酸类等。通过改变树脂的粒子结构，为漆膜提供了更好的性能，有效降低了成膜助剂的用量；提高硬度和抗粘性；提高对底材的附着力。当然用于木器漆的普通丙烯酸乳液，仍需一定量的成膜助剂，有的还需要添加增塑
剂，这样体系的VOC很难降低。成膜助剂会影响到漆膜的耐水性，初期抗粘性也较差，不适
合连续的工业化生产。不过从综合性能考虑，对于工业化生产可以通过调整设备和工艺条件加以改善，但作为民用装饰漆在较低温度条件下施工，上述问题则较棘手。
自干型丙烯酸乳液属热塑性树脂，成膜温度高，低温下漆膜较脆，且硬度较差，特别是初期抗粘连性差，不适合配置高品质木器漆。而采用常温自交联乳液，在提高干燥速度及抗粘性等方面都有突破性进展。目前，NeoResinS公司已经开发出一种无表面活性剂的核-壳丙烯酸乳液（Neoeryl XK-14），其VOC接近“0”，却仍有很好的成膜性。由于该乳液没有使用表面活性剂，为解决制漆及施工时出现的气泡问题提供了一种捷径。
尽管纯丙烯酸水性木器漆具有众多的缺陷，但其低廉的价格及其足以满足中低档木器涂装的需求的优良性能，还是让其在木器漆市场中占有一席之地。此类纯丙烯酸水性木器漆可根据上文提到的聚丙烯酸性乳液的配制方法，按不同需求的配方进行配置（木器高光漆配方可参考表1）。
表1 水性木器高光面漆配方
4.水性聚氨酯改性丙烯酸木器漆
4.1聚氨酯改性方法简介
水性聚氨酯涂料具有良好的物理力学性能和优良的耐寒性，是发展较快的绿色环保材料。但是，单一PU乳液的自增稠性差、固体含量低，如胶膜的耐水性差，光泽行较差、机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高。而聚丙烯酸酯乳液具有良好的耐水性、物理力学性能和耐候性能。但纯丙烯酸乳液涂料存在“热粘冷脆”的现象，其耐溶性、耐湿擦性和耐磨性较差。将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液符合制备水性聚氨酯-聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较大的应用前景。聚氨酯改性所采用的具体方法有：共混交联法、核壳乳液聚合法、乳液互传聚合物网络聚合法、乳液共聚合法共四种方法。在对丙烯酸木器漆的改性中，一般采用核壳乳液聚合法。
4.2改性水性木器涂料选材及配方
（1）树脂的选择
用于水性木器漆的丙烯酸乳液大多是常温自交联型的乳液，品种有纯丙、苯丙和乙丙等。丙烯酸乳液在聚合过程中，通过引入特殊的交联性单体，采用特殊聚合工艺，如核壳乳液聚合技术，可提高涂膜的物理力学性能。虽然具有涂膜颜色浅，透明度高，不变黄和涂饰的木器制品不易变色等优点，然而丙烯酸水分散体涂料的外观和耐化学性较差，限制其只能用于中低档的木器产品。
水性聚氨酯分散体的优点是有很好的硬度、耐磨性、耐水性、柔韧性、耐久性和化学性，其缺点是价格昂贵，着大大限制了其在中低档木器上的应用。
（2）成膜助剂的选择
成膜助剂的选择关系到能否得到正常、良好的漆膜，但过多的成膜助剂会影响漆膜的耐
水性和抗粘性。通过对比醇酯-12、二乙二醇乙醚和Texanol酯醇的性能，Texanol酯醇在质量分数为4.0%时即可成膜光滑，故选择Texanol酯醇作为成膜助剂时效果更好。
（3）润湿流平剂对涂料的影响
丙烯酸乳液的表面张力较高，耐湿性较差，要实现良好的润湿、铺展效果，必须选择适当的基材润湿剂。基材润湿剂主要为各类表面活性剂：非离子、阴离子、炔二醇类和聚醚改性聚硅氧烷类。由于聚醚改性聚二甲基硅氧烷类兼具有润湿和消泡的作用，在进行试验比较后，选择涂刷时略有泡，成膜过程中消泡快的BYK-341作为改性配方的润湿平流剂。
（4）蜡乳液类表面处理剂
蜡乳液可提高水性木器涂料涂膜的光滑性、防回粘性和耐水性，还可以保护涂膜表面不受机械磨损的影响，如刮伤和划痕，改善涂膜表面手感。在相同环境下，分别对采用不同蜡乳液所得到的漆膜用橡皮擦擦到失光，实验发现C-1乳化蜡的效果最好，具有更好的耐擦能力，同时提高了漆膜的硬度。
（5）其他助剂
为了保证涂料具有良好的施工性、储存行和使用效果，在涂料的配置中还会加入一些其他助剂，如调节粘度的增稠剂、防腐剂等。它们的用量虽然很少，但对于保证涂料性能是必不可少的。
（6）涂料配方（如表2）
表2 改性水性木器漆配方
4.3制备方法
综合考虑价格和涂料性能两个因素，采用以聚氨酯分散体为内核，表面包覆丙烯酸乳液的方法，即核壳乳液聚合法。具体操作如下：在聚氨酯乳液中加入部分乳化剂，搅拌分散均匀，再加入甲基丙烯酸β羟乙酯和丙烯酸酯等单体，强力搅拌1h，得到稳定的预乳化液A。将过硫酸铵用水溶解配成溶液B。取预乳化液A和溶液B各1/4加入四口烧瓶中，加入pH 缓冲剂NaHCO3溶液，搅拌升温至80℃。反应约0.5h，滴加剩余预乳化液A和溶液B，3h左右滴完。滴加完后，剩余的溶液B一次性全部加入。保温反应2h，得到具有核/壳结构的混合分散体。通过不断试验，得到最佳性能价格比的搭配比例为丙烯酸混合单体：水性聚氨酯分散体=（2～3）:1。
4.4性能对比
表3 水性涂料和溶剂型涂料性能的比较
从对比数据可以看出，所制的水性涂料与溶剂性的丙烯酸涂料相比，在附着力、耐热性、
耐溶剂擦拭性和硬度方面都有所提高，但是其他性能如耐水性、柔韧性等还有待改进。
5.结论
改性水性聚氨酯改性丙烯酸木器漆同时保有丙烯酸漆本身的优势，在不增加成本的同时提高了其各项性能适应市场需求，并逐渐占领着市场份额。但与此同时，水性丙烯酸木器涂料本身还含有众多的研究价值和值得改进补充的地方。除了在配方与制备方法方面的改进必不可少，由于该涂料直接运用于和人有密切接触的木器，故施工时的安全级别及成品涂料的性质检验标准都是非常重要的。尤其对于新研发的改性涂料，其耐性、毒性及其他各种性能，更是需要进行严格的检测与评估，方能确保涂料的安全性。虽然丙烯酸型涂料本身具有无毒的特点，但如若疏于防范，依然可能造成不容小觑的严重后果。
参考文献：
[1] 汪长春，包启宇. 丙烯酸酯涂料[M]. 化学工业出版社，2006,(2): 294-295. 309-310.
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[2] 封凤芝，封杰南，梁火寿. 木材涂料与涂装技术[M]. 化学工业出版社，2006, (1): 199-201.319-343.
[3] 张玉龙，王喜梅. 有机涂料改性技术[M]. 机械工业出版社，2007, (2): 1. 9-12.
水性丙烯酸木器漆及其改性的应用
水性丙烯酸木器漆及其改性的应用 摘要：本文集中介绍水性丙烯酸在木器用漆方面的应用、制作流程及配方，由于传统配方制作出的纯水性丙烯酸木器漆有“热粘冷脆”、耐溶性、耐湿擦性和耐磨性较差等缺点，故需对其进行改性调整以加强其性能。通过结合丙烯酸漆和水性聚氨酯各自的优势，对其进行聚合改性，即可得到性能优异、性价比高的水性聚氨酯改性丙烯酸木器漆。 关键字：水性丙烯酸木器漆聚氨酯改性 1.引言 丙烯酸树脂是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物和与其他烯类单体的共聚物。 丙烯酸漆是以丙烯酸树脂为基础的涂料，由于丙烯酸树脂的性能十分优异，所以凡是配方中含有丙烯酸树脂，都会加上丙烯酸三个字，如丙烯酸醇酸漆、丙烯酸氨基漆、丙烯酸硝基漆、丙烯酸聚氨酯等。如果只采用丙烯酸树脂制成的漆往往就称为丙烯酸漆。 与其他合成高分子树脂相比，丙烯酸树脂具有许多突出的优点，如优异的耐光、耐候性，户外暴晒耐久性强，耐紫外光照射不宜分解变黄，能长期保持原有的关则和色泽等优良特性。在木器用漆方面，丙烯酸树脂涂料光泽、价格低廉等特性更是被广泛应用于中低档木器之上。但耐磨性和抗化学性较差，由于光泽差难以制作高光度的漆，而且硬度一般、成膜性能较差，若对其进行聚氨酯改性，便可获得聚氨酯其的优势，在不大幅增加成本的同时弥补其缺点。 2.水性丙烯酸树脂涂料 2.1丙烯酸树脂的性能和特点 丙烯酸酯涂料按所采用的聚合单体不同，可分为全丙、苯丙、醋丙、硅丙及其他改性丙烯酸脂涂料。对于纯的丙烯酸树脂（尤其是乳液型丙烯酸树脂）有着以下的优点： （1）以无毒、无味、不燃、不爆、无污染的水为分散介质，不含或仅含少量有机溶剂，且是低毒性。（2）色浅，一般可以到水白的程度，并有极佳的透明度。 （3）耐光、耐候、户外暴晒耐久性强，耐紫外线照射不容易分解、变黄。 （4）保光、保色性好，能长期保持原有的光泽和色泽。 （5）耐腐蚀，有较好的耐酸、耐碱、耐盐、耐油脂、耐洗涤剂等化学品的玷污以及腐蚀性能。 （6）施工性能好，施工方便，技术容易掌握。涂膜干燥快，涂料透气性好。 （7）配置的乳液型丙烯酸酯涂料在施工粘度下的固体分较高时，可以一次涂覆厚涂膜，大大提高施工效率。 （8）乳液型分散体系的树脂分子量高，涂膜耐水性、耐碱性和耐候性较好，具有很好的力学性能，使用寿命较长。 丙烯酸树脂不仅可以单独用来制漆，也可以采用丙烯酸树脂和其他树脂拼混，凡是添加丙烯酸树脂的涂料，均可以将丙烯酸树脂的优异性能带入，从而提高涂料的性能，弥补涂料部分性能上的缺陷。也就带来了丙烯酸树脂改性的无限可能性。 水性丙烯酸酯涂料也有缺点，如在最低成膜温度以下涂料不能形成连续的膜；涂料假速流动，易增稠，涂料流动性和湿膜流平性差；水挥发后粘度迅速上升，涂膜易产生气泡和针
聚氨酯的合成工艺
改性水性聚氨酯涂料的合成工艺 引言： 随着人们环保意识的增强，人们对自身的生活环境越来越关注，传统的溶剂型聚氨酯胶粘剂有毒、易燃、异味、易造成空气污染等缺点,而水性涂料具有无毒、不易燃烧、无污染环境等优点，而水性聚氨酯树脂具有硬度高、附着力强、耐腐蚀、耐溶剂好、VOC 含量低等优点，它是以水为分散介质的二元胶体体系，符合目前化工环保的要求，因此日益受到人们的关注。然而，一般的聚氨酯乳液固含量低，胶膜的耐水性差、光泽性较低，涂膜的综合性能较差，对水性聚氨酯乳液进行适当的改性后能更好地提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大应用范围。在各种改性方法中，最引人注目的是聚氨酯/聚丙烯酸改性(PUA) 复合乳液的研究。PUA 改性树脂将两种材料的最佳性能融合于一体，可制备出高固含量的水性树脂，降低加工能耗，提高生产率，其胶膜柔软、耐磨、耐湿擦、耐水解性能优异。PUA 的研制方法有共混复合、共聚复合、核－壳乳液聚合法和PUA 互穿网络乳液聚合法4 种。其中用环氧树脂E-44 和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯，丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA 发生共聚反应.制得以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，HEA 为核壳之间桥连的核壳交联型PUA 复合乳液。这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强，丙烯酸酯的耐水和耐候性好，环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。实验研究结果表明：随着环氧树脂E-44 和MMA 添加量增大，胶膜硬度、拉伸强度和耐水性逐渐提高，胶膜断裂伸长率和乳液的稳定性则随着降低，当环氧E-44 含量为4%，MMA含量为20%~30%时综合性能较好。改性后的聚氨酯在下几种用途时有杰出的综合效果：水性聚氨酯木器涂料，水性聚氨酯织物涂料，建筑防水涂料，水性聚氨酯防腐涂料，水性聚氨酯汽车涂料，功能性水性聚氨酯涂料。共聚乳液的制备方法主要有以下几种：(1) 聚氨酯乳液和丙烯酸酯乳液共混，外加交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳液；(2) 先合成聚氨酯聚合物乳液，以此为种子乳液再进行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-壳结构的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(3) 2种乳液以分子线度互相渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；(4) 合成带C═C双键的不饱和氨基甲酸酯单体，然后将该大单体和其它丙烯酸酯单体进行乳液共聚，得到聚氨酯丙烯酸酯共聚乳。 聚氨酯的合成工艺： 1.1 主要原材料准备和精制 异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），工业品;聚醚多元醇（N220，相对分子质量为2000），工业品；蓖麻油（C.O），分析纯；1，4- 丁二醇（BDO），工业品；三羟甲基丙烷（TMP），试剂级；环氧树脂E- 20，工业品；二羟甲基丙酸（DMPA），工业品；甲基丙烯酸甲酯（MMA），工业品；N- 甲基吡咯烷酮（NMP），工业品；三乙胺（TEA）、乙二胺（EDA）、丙酮，分析纯，使用前用4A 分子筛干燥处理；偶氮二异丁腈（AIBN），化学纯；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），分析纯；成膜助剂、流平剂、增稠剂，均为工业品。 1.2光引发剂 作为光固化材料的重要组成部分，光引发剂的作用是吸收一定波长的光能后产生活泼自由基或阳离子，引发或催化相应的单体或预聚物的聚合。在紫外光固化体系中，光引发剂在吸收适当光能后，发生光物理过程至某一激发态，若此时的能量大于键断裂所需的能量，就能产生初级活性种，如自由基或离子，从而引发聚合反应。自由基引发剂有安息香类、苯偶姻类、苯乙酮类、硫杂蒽酮类等，在空气中受O 2 的阻聚作用而影响固化速度。另一种夺氢型引发剂利用叔胺类光敏剂构成引发剂/光敏剂复合引发体系，可抑制O 2 的阻聚作用，提高固化速度。另外，大分子光引发剂分为侧链夺氢型和主链裂解型。二苯甲酮、硫杂蒽酮等光活性芳酮作为侧基接到大分子链上可制得侧链夺氢型大分子光引发剂；主链裂解型不多见，以苯偶姻醚聚碳酸酯为代表，利用这类光引发剂可以合成嵌段共聚物，以获得性能更加平衡或
水性木器漆配方及工艺
水性木器漆配方及工艺该水性木器漆是采用字交联水性聚氨脂乳液，水性聚氨脂丙烯酸 乳液制作而成。其特点环保无毒，无刺激性气味，符合当前人们只要求。 底漆： 1 PU-1 2 丙二醇丁醚 3 流平剂 4 杀菌剂 5 三乙氨 6 润湿剂 7 硬脂酸锌 8 水 9消泡剂 1将2，3，4，6，7备入罐中分散均匀。加入8，再转速500转左右，分散5-10分钟。将分散后的硬脂酸锌浆加入1，并加入9。在转速500转左右分散。用5调整PH值8-8，5。 2分散15分钟后调整粘度4#杯30秒左右。用200目绢布过出料。 原材料成本25元左右。 面漆（国产）亮光 1 PU-4 2 丙二醇丁醚 3 流平剂 4 消泡剂 5 杀菌剂 6 增稠剂 7三乙氨 8润湿剂 1将1，2，3，4，5，8加入罐中，在转速1000转左右，搅拌10分钟。用三乙氨调整PH值8- 8，5。 2调整粘度30秒左右，用200目绢布过，出料。原材料成本26元左右。 面漆（国产）亚光
1 PU- 4 2 丙二醇丁醚 3 消光剂 4 流平剂 5 消泡剂 6 杀菌剂 7 润湿剂 8 增稠剂 9三乙氨 1先将1份的3与3分的1备入罐中，在转速 1500转下分散15分钟。以下作法同亮光漆。原材料成本27元左右。 进口面漆，亮光与亚光做法同国产面漆。配方如下： 亮光面漆：原材料成本40元左右。 1 E-106 2 二乙二醇乙醚 3 润湿剂 4 消泡剂 5 流平剂 6 杀菌剂 7 腊液 10三乙氨 亚光面漆：原材料成本40元左右。 1 E-106 2 消光剂 3 消泡剂 4 润湿剂 5 流平剂 6 杀菌剂 7 增稠剂 8 三乙氨 9 蜡液
丙烯酸改性水性聚氨酯涂料研究与应用
丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的研究与应用 摘要：本文主要综述了丙烯酸改性水性聚氨酯涂料的目前研究状况及其应用，介绍其国内外发展状况，研究进展以及其特性。 关键词：聚氨酯、涂料、丙烯酸、改性、发展状况. 涂料是起保护、装饰和功能作用的一类精细化工产品。它广泛应用于各类建筑物的装饰保护、各类钢铁设施(如码头、海洋石油钻井平台、石油化工装备、输送管道、输变电塔和桥梁等)的防腐保护以及各种工业制品(如飞机、火箭、人造卫星、汽车、船舶、机械电子和轻工家电等)的装饰保护等，可以说涂料在人民的生活中已无处不在，涂料已经与国民经济的各行各业紧密联系在一块了，因此涂料的生产和消费水平已成为一个国家经济发展水平的重要标志之一。 水性涂料由于以水为分散介质，而且由于水性涂料主要由水作为溶剂，不仅成本会远低于有机溶剂(可比溶剂型涂料低20％)，还具有运输、贮存安全方便，可节约大量安全经费等优点。涂料的性能主要取决于基料，要提高水性涂料的性能，应该从研究开发高性能水性树脂着手。目前水性涂料中应用最多的是聚氨酯(PU)乳液和聚丙烯酸酯(PA)乳液，二者在性能上具有很强的互补性，由二者通过化学共聚改性得到的聚氨酯一丙烯酸酯(PUA)复合乳液可以配制性能优异的水性涂料，并可用作塑料涂料、汽车修补用罩光涂料以及一般工业用涂料等。 聚氨酯从20世纪30年代开始发展,而在40年代才有少量水性聚氨酯的研究,如1943年德国化学家Schlack在乳化剂及保护胶体存在下,将二异氰酸酯在水中乳化首次成功制备出聚氨酯乳液。1953年Du Pont公司的研究人员将二异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水,用二元胺扩链,合成了水性聚氨酯。但是当时聚氨酯材料科学刚刚起步,水性聚氨酯还未受到重视直至1967年才首次工业化,1972年拜耳公司正式将聚氨酯水分散体作为皮革涂料进行大批量生产。20世纪七八十年代,美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用,一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应,如德国Bayer公司的Dis percoll KA等系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶黏剂KR系列等。自20世纪90年代后期,水性聚氨酯的应用领域开始不断拓宽,在PVC黏结、汽车内饰件、涂层、涂料等方面都有一定的工业化应用. 我国从1972年开始研究水性聚氨酯,20世纪90年代,安徽大学、丹东轻化工研究院、成都科技大学(现四川大学分部)等的PUD技术成果都先后被转化。目前,我国已有不少领域应用水性聚氨酯产品,但其中许多高档产品仍然不能自给,因此自主研发高性能水性聚氨酯就成为国内聚氨酯领域最热门的方向之一。 1.水性聚氨酯的性能特点： 水性聚氨酯包括聚氨酯水溶液，水分散液和水乳液，是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，其粒径小于0.1，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点对纸张、 -1-
水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成研究
第19卷第3期 厦门理工学院学报Vol．19No．32011年9月Journal of Xiamen University of Technology Sep．2011 ［收稿日期］2010－11－19［修回日期］2011－07－08 ［基金项目］漳州职业技术学院科研计划项目（ZZY1111） ［作者简介］陈建福（1982－），男，助教，硕士，从事应用化学研究．E- mail ：qjf1996@https://www.360docs.net/doc/001508941.html, 水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液的合成研究 陈建福 （漳州职业技术学院食品与生物工程系，福建漳州363000） ［摘要］采用种子溶胀乳液聚合法，以水性聚氨酯为种子，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯为单体制 备水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液，考察了聚合温度、搅拌速度、引发剂种类、引发剂用量及反应时间对聚合过程的影响．结果表明：适宜的聚合温度控制为85?；适宜的搅拌速率为150 250r /min ；采用水溶性引发剂时引发效率较高，过硫酸钾的最佳用量为0.8%；随着反应时间的增加，乳液粒径先减小后增大． 用红外光谱对聚氨酯丙烯酸酯乳液进行分析，表明丙烯酸酯参与了反应． ［关键词］水性聚氨酯；丙烯酸酯；复合乳液；合成 ［中图分类号］TQ323.8［文献标志码］A ［文章编号］1008－3804（2011）03－0069－05 随着人们对清洁生产方式、环保法规的日益关注以及石油化工产品成本的不断升高，水性涂料越 来越受到人们的关注 ［1－3］．水性聚氨酯涂料是以水替代有机溶剂作为分散介质发展起来的新兴高分子材料，水性聚氨酯特殊的分子结构及聚集状态使其具有优良的耐磨蚀、柔韧性、附着力、耐化学品及软硬随温度变化不大等优点，但水性聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量偏低、涂膜的耐水性和光泽性 不足［4－6］ ．丙烯酸酯类乳液则具有良好的耐水性、耐候性及物理机械性能，用丙烯酸酯类乳液对水性聚氨酯进行改性，可以把两者的性能有机结合起来，从而制备综合性能优良的水性聚氨酯丙烯酸酯（PUA ）复合乳液［7－8］．本文采用种子溶胀乳液聚合法，不外加乳化剂，合成稳定性好、综合性能优良的丙烯酸酯共聚改性水性聚氨酯乳液，对合成工艺条件进行了系统的探讨．1 实验部分1.1主要原料和试剂 甲苯二异氰酸酯（TDI ）、聚酯多元醇（M n =2000）、二羟甲基丙酸（DPMA ），工业级；N ，N －二甲基甲酰胺（DMF ）、三乙胺（TEA ）、乙二胺，分析纯，用4A 分子筛脱水；甲基丙烯酸甲酯（MMA ）、丙烯酸丁酯（BA ）、二月桂酸二丁基锡（DBTDL ）、过硫酸钾（KPS ）、过硫酸铵（APS ）、过氧化苯甲酰（BPO ）、偶氮二异丁腈（AIBN ）等为化学纯，其他试剂均为分析纯． 1.2PUA 复合乳液的制备 将一定量的聚酯多元醇在120?真空脱水，将计量好的甲苯二异氰酸酯缓慢滴加到装有冷凝管、机械搅拌和通氮管的三口烧瓶里，升温到75?反应2h ，加入DMPA 及催化剂，升温到85?反应，隔一定时间取样并测定异氰酸酯基含量（NCO%，质量分数，下同），当NCO%达到理论值时降温到40?，加入丙烯酸酯以降低体系粘度，用三乙胺中和，然后在快速搅拌下加入含有乙二胺的去离子水进行乳化分散，再将乳液升温至85?，加入剩余量的丙烯酸酯单体，并在3h 内滴完引发剂，保温2h 后出料． 1.3性能测试与表征 1）异氰酸酯基含量的测定
水性聚氨酯的制备及改性方法
聚氨基甲酸酯（polyurethane），简称聚氨酯（PU），是分子结构中含有重复氨基甲酸酯（-NHCOO-）结构的高分子材料的总称。聚氨酯一般由二异氰酸酯和二元醇或多元醇为基本原料经加聚反应而成，根据原料的官能团数不同，可制成线形或体形结构的聚合物，其性能也有差异。聚氨酯具有良好的力学性能、粘结性能及耐磨性等，在各领域得到了广发应用。 由于溶剂型聚氨酯的溶剂为有机物，具有挥发性，不仅污染环境，而且对人体有害。在人们日益重视环境保护的今天以及环保法规的确立，溶剂型涂料中的有机化合物的排放量受到了严格的控制，因此，开发污染小的水性涂料已成为研究的主要方向。水性聚氨酯（WPU）具有优异的物理机械性能，其不含或含有少量可挥发性有机物，生产施工安全，对环境及人体基本无害，符合环保要求。其生产方法分为外乳化法和内乳化法，外乳化法又称强制乳化法，由使用这种方法得到的乳液稳定性较差，所以使用较少。目前使用较多的是内乳化法，也称自乳化法，即在聚氨酯分子链上引入一些亲水性基团，使聚氨酯分子具有一定的亲水性，然后在高速分散下，凭借这些亲水基团使其自发地分散于水中，从而得到WPU。 然而，亲水基团的引入在提高聚氨酯亲水性的同时却降低了它的耐水性和拒油性。为了改善其耐水性和拒油性，通常是将强疏水性链段引入聚氨酯结构之中。有机硅、有机氟由于其表面能低和热稳定性好受到人们的重视，已经得到了广泛应用。同时利用纳米材料来提高涂膜的光学、热学和力学性能。纳米改性WPU 完美地结合了无机物的刚性、尺寸稳定性、热稳定性及WPU的韧性、易加工性，纳米改性WPU为涂料向高性能化和多功能化提供了崭新的手段和途径，是最有前途的现代涂料研究品种之一。[1] 1.2 水性聚氨酯的基本特征及发展历史 1937年德国的Otto Bayer博士首次将异氰酸酯用于聚氨酯的合成。直到1943年德国科学家Schlack在乳化剂或保护胶体存在的情况下，将二异氰酸酯在水中乳化并在强烈搅拌下加入二胺，首次成功制备了水性聚氨酯。1975年研究者们向聚氨酯分子链中引入亲水成分，从而提高了水性聚氨酯的乳液稳定性和涂膜性能，其应用领域也随之拓广。进入21世纪以来，随着水性聚氨酯乳液应用范围的进一步拓宽，世界范围内日益高涨的环保要求，进一步加快了水性聚氨酯工业发展的步伐。[2] 相对于国外，国内的水性聚氨酯发展较晚。我国水性聚氨酯的研究开始于上世纪七十年代，1976年沈阳皮革研究所最早研制出用于皮革涂饰用的水性聚氨
水性聚氨酯合成、改性及应用前景
水性聚氨酯合成、改性及应用前景 摘要：随着水性聚氨酯合成与改性工艺的不断进步，水性聚氨酯的应用也得到了极大地提升，反过来由于水性聚氨酯涂料的优异性能以及其极好的应用前景近些年来有关于水性聚氨酯的合成与改性研究也是如火如荼。本文主要介绍了水性聚氨酯涂料的合成方法，综述了水性聚氨酯的改性方法，包括丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性，并对水性聚氨酯涂料的发展进行了展望。 关键字：水性聚氨酯；合成；改性；丙烯酸酯；有机硅。 水性聚氨酯是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。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。水性聚氨酯虽然具有很多优良的性能，但是仍然有许多不足之处。如耐水性差、耐溶剂性不良、硬度低、表面光泽差等缺点，由于水性聚氨酯的这些缺点，我们需要对其进行改性，目前常见的改性方法有丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性、纳米材料改性和复合改性等，本文将对水性聚氨酯的合成与改性进行阐述。 一、水性聚氨酯的合成 水性聚氨酯的制备可采用外乳化法和自乳化法。目前水性聚氨酯的制备和研究主要以自乳化法为主。自乳化型水性聚氨酯的常规合成工艺包括溶剂法(丙酮法)、预聚体法、熔融分散法、酮亚胺等。丙酮法是先制得含端基的高粘度预聚体，加入丙酮、丁酮或四氢呋喃等低沸点、与水互溶、易于回收的溶剂，以降低粘度，增加分散性，同时充当油性基和水性基的媒介。反应过程可根据情况来确定加入溶剂的量，然后用亲水单体进行扩链，在高速搅拌下加入水中，通过强力剪切作用使之分散于水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂，即可制得PU 水分散体系。
水性木器漆知识及工艺
水性木器漆 水性木器漆水性漆是以水作为稀释剂的漆。水性漆包括水溶性漆、水稀释性漆、水分散性漆（乳胶涂料）3种。水溶性漆是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。 水性木器漆极其特性 水性木器漆与油性漆的区别 水性木木器漆的种类 水性木器漆的选购 水性涂料在中国的发展 图书信息 内容简介 图书目录 水性木器漆极其特性 水稀释性漆是指后乳化乳液为成膜物配制的漆，使溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液，制成的漆在施工中可用水来稀释。水分散漆主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的漆。乳液是指在乳化剂存在下，在机械
搅拌的过程中，不饱和乙烯基单体在一定温度条件下聚合而成的小粒子团分散在水中组成的分散乳液。将水溶性树脂中加入少许乳液配制的漆不能称为乳胶漆。严格来讲水稀释漆也不能称为乳胶漆，但习惯上也将其归类为乳胶漆。 水性木器漆与油性漆的区别 油性漆相对硬度更高、丰满度更好，但是水性漆环保性更好通常油性漆使用的是有机溶剂，通常称作“天那水”或者“香蕉水”，有污染，还可以燃烧。可见水性漆与油性漆在环保和健康方面有本质区别。水性木器漆是木器涂料中技术难度和科技含量最高的产品。水性木器漆以其无毒环保、无气味、可挥发物极少、不燃不爆的高安全性、不黄变、涂刷面积大等优点，随着人们环保意识的增强，越来越受到市场的欢迎。 水性木木器漆的种类 尽管当前市场上水性木器漆品牌众多，但论据其主要成分的不同，不外乎分为以下四类： 1.以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差，漆膜硬度较软，铅笔法则试为HB ，丰满度较差，综合性能一般，施工易产生缺陷。因其成本较低且技术含量不高，是大部分水性漆企业推向市场的主要产品。这也是形成大多数人
改性水性丙烯酸-聚氨酯涂料
改性水性丙烯酸－聚氨酯涂料 朱梦羚（上海理工大学环境工程学院） 摘要：介绍了几种由物理或化学改性得的水性丙烯酸－聚氨酯涂料。综述了经改进后的水性丙烯酸－聚氨酯涂料，在乳液性能、拉伸强度、耐水性、耐化学性质、硬度综合性能的提高，以及新型水性丙烯酸－聚氨酯涂料替代传统溶剂型聚氨酯涂料的可能性。 关键词：水性；聚氨酯；改性；涂料 引言：随着国家对于涂料污染的控制，水性丙烯酸－聚氨酯涂料，以其不易燃，低挥发，硬度等综合性能上的优势，渐渐替代了市面上传统型的溶剂型聚氨酯涂料。本文将详细比较环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液；水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂料；自交联型水性丙烯酸—聚氨酯杂化体；阳离子型水性丙烯酸酯聚氨酯塑料涂料；高固体含量水性聚氨酯丙烯酸酯复合乳液；丙烯酸乙酯改性水性聚氨酯涂料这几种改性水性丙烯酸－聚氨酯涂料的改性特点以及其改性后的综合性能进行比较介绍。 1.环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳 液 环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液指的是在目前市场上流行的两种水性溶液基料（PA）聚丙烯酸酯乳液和（PU）聚氨酯乳液所制备的备聚氨酯一丙烯酸酯(PUA)复合乳液中加入环 氧树脂改性所得的环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液（PEUA），其在吸水率上明显降低，在硬度等综合性能上也有一定提高。 环氧树脂改性聚氨酯-丙烯酸酯乳液在共聚改性上是使用的化学共聚改性，即在反应初期加入环氧树脂；相比在反应后期加入环氧树脂的物理共聚改性中可以使得形成颗粒小，外观好的乳液，使得乳液的性能有了一定的提高，并且PEUA在耐水性、耐化学性也有提高。 在整个的制作工艺流程中，所加的环氧树脂的质量分数为3%~4%最好，多了虽然乳液的稳定性会提高，但液 膜的耐水性会下降。 2.水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂料 水性双组分丙烯酸酯聚氨酯涂是通过使用内乳化剂二羟甲基丙酸(DMPA)异氰酸酯改性，并与丙烯酸酯多元醇反应得到的一种水性双组分的改性丙烯酸－聚氨酯涂料。其涂抹具有良好的延展性和耐水性，外观上也有改善。 由于改性后的涂料中还有大量的氢键，使得涂料形成的涂抹具有良好的耐磨性。并且当使用的内乳化剂二羟甲基丙酸(DMPA)的质量分数为4%时，所形成的涂膜的延展性，耐磨性，抗水性最佳。因为当DMPA质量分数为4%时，此时的交联度最佳，使得涂膜中的分子亲水性较差，即耐水性最好。 在中和度的选择为100%为宜，此 时的中和度，乳液的颗粒大小适中， 形成的涂膜的外观较好，涂膜所需的 干燥时间也比较短。 在各项性能与相同类型的国外产 品相比也相差无几，同时在延展性上 更好，吸水率也更低。 3.自交联型水性丙烯酸－聚氨酯 杂化体 自交联型水性丙烯酸－聚氨酯杂 化体的特点在于利用了丙烯酸酯类单 体不用于水，而形成的丙烯酸酯树脂 为溶质，聚氯酯为溶剂的水性分散系 的新型水性聚氨酯涂料。该涂料具有
对水性聚氨酯的合成、优化及实践论述
对水性聚氨酯的合成、优化及实践论述 发表时间：2019-08-28T13:11:33.453Z 来源：《建筑细部》2018年第29期作者：余渡江 [导读] 本文主要分析了水性聚氨酯的合成以及优化、实践内容，重点分析了水性聚氨酯的合成及优化方法。 余渡江 红宝丽集团股份有限公司江苏南京 210000 摘要：本文主要分析了水性聚氨酯的合成以及优化、实践内容，重点分析了水性聚氨酯的合成及优化方法。通过对于水性聚氨酯的合成、优化以及实践分析，不仅有助于实现水性聚氨酯的改进和优化，而且也推动其性能的完善。通过对水性聚氨酯的研究，力求在实践中不断积累经验，推动其改性研究。 关键词：水性聚氨酯；合成；优化；实践 1 水性聚氨酯合成及优化技术分析 据有关调查显示，我国大多数材料行业对于水性聚氨酯的合成及优化研究是需要结合技术发展水平而展开的。对于水性聚氨酯的合成以及优化技术进行分析，需要从水性聚氨酯的本质出发，实现对其合成过程的掌握基础上的优化分析。下面对于水性聚氨酯对的合成以及优化技术进行详细的分析。 1.1 合成技术分析 在对于水性聚氨酯的合成研究之前，需要对于水性聚氨酯的产生以及作用进行必要的掌握，这有助有后期对具体的合成路径进行必要的分析和掌握，进而帮助合成的完善。具体而言，水性聚氨酯是一种利用聚氨酯粒子来通过一系列的分化实验得出的高分子材料。在水性聚氨酯的应用上也主要倾向于在工业中的多功能应用聚合材料，大多常见于各种施工环境中。由于，水性聚氨酯具有污染性低、安全性高等优点，其在实际应用时可以有效的降低危险和污染程度，由此就导致水性聚氨酯的利用率大大增加。但随着社会的发展，对于水性聚氨酯的应用上也需要针对时代的变化对其合成路径和方法进行必要的研究和分析，实现其技术突破和性能完善。 一般而言，在水性聚氨酯的合成上现阶段的合成方法主要是通过对植物油、松香、淀粉以及纤维素等成分应用到实际的水性聚氨酯制备环节，并在改善水性聚氨酯构造的基础上，实现其性能的完善和合成效果的增加。对于不同的原料进行合成元素分析，其主要内容在于通过掌握原料在水性聚氨酯合成中占据的地位和应用的环节进行针对性试验，对水性聚氨酯进行改性处理和性能的完善。不同原料的应用对于实际的水性聚氨酯合成效果也是有所差异的，具体的差异见表1 表1 不同原料合成水性聚氨酯性能对比 1.2 水性聚氨酯的优化分析 调查显示，对于水性聚氨酯的合成和优化分析技术应用需要结合实际的水性聚氨酯的改性实验而展开，进而更好的达到一定的优化效果。具体而言，在水性聚氨酯的优化上只要是针对上文中提到的各种原料在水性聚氨酯合成的应用，进而在不断丰富水性聚氨酯性能的基础上实现对其性能的优化和相应效果的发挥。在水性聚氨酯的合成中加入上述因素不仅在初步实现了水性聚氨酯的性能优化，而且需要在不断试验的同时完善相应的构成因素分析，控制原料的添加范围和具体效果发挥程度，最终实现对水性聚氨酯的优化分析。 2 水性聚氨酯的实践应用 上面已经对水性聚氨酯的合成以及相应的优化方案进行了大致的分析和基础合成理论介绍，可以发现：在水性聚氨酯的合成及优化上需要结合实际的水性聚氨酯研究内容而展开，进一步丰富水性聚氨酯的相关理论。根据以上信息以及水性聚氨酯在实际材料应用中存在的问题，进而采取针对性措施进行水性聚氨酯性能的优化和研究。下面对于水性聚氨酯在实际中的应用进行分析，为后期的改进奠定基础。在水性聚氨酯的实践应用上，在现阶段的水性聚氨酯的运用中一方面在于通过各种改性研究和具体的改性方法实践来实现对水性聚氨
水性油漆简介
水性漆介绍 水溶性漆是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。 水性漆 编辑本段水性漆分类 凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性漆。水性漆包括水溶型、水稀释型、水分散型（乳胶漆）3种。 水溶型 水溶型是以水溶性树脂为成膜物，以聚乙烯醇及其各种改性物为代表，除此之外还有水溶醇酸树脂、水溶环氧树脂及无机高分子水性树脂等。 水稀释型 水稀释型是指后乳化乳液为成膜物配制的漆，使溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液，制成的漆在施工中可用水来稀释。 水分散型 水分散型主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的漆。乳液是指在乳化剂存在下，在机械搅拌的过程中，不饱和乙烯基单体在一定温度条件下聚合而成的小粒子团分散在水中组成的分散乳液。将水溶性树脂中加入少许乳液配制的漆不能称为乳胶漆。严格来讲水稀释漆也不能称为乳胶漆，但习惯上也将其归类为乳胶漆。 编辑本段发展 基本认识
油漆已经在消费者中深入人心，已经成了一个很平常的东西，很多消费者对于油漆了解的还是很少，包括一些销售油漆十几年的老板对于油漆的危害都不是很了解。油漆只能在涂刷过后一个月后才能入住，消费者以为这个时候油漆就没有毒性了，其实这是错误的，没有刺激性气味只是甲醛挥发到了人的生理所能接受的程度，而油漆固化剂和稀释剂中所含的苯，甲苯，游离TDI还在挥发，这些东西要完全挥发干净至少需要几十年的时间，而这些芳香烃物质对于婴儿小孩及未出生的小孩的智力发育是有很大影响的，游离TDI还具有致癌的危险，在欧洲发达国家很早就禁止了油漆的使用。 发展阶段 大体而言，水性漆技术主要经历了以下三个阶段： 第一代水性漆以丙烯酸为主要原料，其优点是耐水、耐候性能好，是目前水性漆生产企业推向市场的主要产品。其缺点是综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差),硬度、耐磨度等物理指标较低，这也是大多数人认为水性漆不好的原因所在。 第二代水性漆以丙烯酸和水性聚氨酯的复合物为主要原料，不但继承了第一代丙烯酸产品耐候性、施工宽容度好的优点，同时也提高了水性漆的硬度,但是化学性能仍然比较低，目前国内也只有少数几家企业可以生产，是水性漆中的中档产品。 第三代水性漆以丙烯酸改性水性聚氨酯为主要原料，在第二代水性漆产品的基础上，又大大提高了产品的综合性能，铅笔法则测试硬度可以达到2H以上，充分满足了日产需要；耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势；更重要的是化学性能稳定，耐醇耐碱性较前两者大大增强，为水性漆中的高档产品，目前该技术被国内外少数几个厂家所垄断。 虽然水性漆有环保漆膜效果好等优点点，但单组份水性漆在硬度，和耐高温等性能上和双组份油性漆还是有一定的差距。比如用在餐桌和地板上就非常容易表现出其在性能上的不足。这一功能上的缺陷导致了水性漆的发展。 市场上的假双组份水性漆，就象苹果手机一样，山寨版的产品往往层出不穷。在朝日还没推出双组份水性漆之前，市场上就有部分的小涂料厂开始推出了所谓的双组份水性漆，那其实就是一种油漆的改良产品，虽然其硬度等都提高了不少，但其和普通油漆一样含有大量的有毒物质，违背了水性漆以环保无毒保护环境和人体健康的初衷。 编辑本段真假辨别
水性聚氨酯涂料.doc
水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 学院：材料与化工学院 专业：高分子材料与工程 班级：110311班 姓名：李辽辽 学号：110311122
水性聚氨酯涂料的特点及改性应用综述 李辽辽 （班级：11班学号：110311122） 摘要：介绍水性聚氨酯涂料的分类、特点及其改性应用 关键字：水性聚氨酯涂料；改性；应用 0引言 聚氨酯(又称聚氨基甲酸酯)是指分子主链结构中含有氨基甲酸酯(-NH0COO-)重复单元的高分子聚合物，通常由多异氰酸酯与含活泼氢的聚多元醇反应生成。水性聚氨酯(WPU)是以水代替其他有机溶剂作为分散介质的聚氨酯体系，形成的 WPU 乳液及其胶膜具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学品性和耐老化性等特点，可广泛用于轻化纺织、皮革加工、涂料、建筑和造纸等行业。随着世界各国对环境保护的日益重视，越来越多的学者致力于水性聚氨酯涂料的开发，有效限制挥发性有机溶剂的毒害性。虽然水性聚氨酯具有一些优良的性能，但仍有许多不足之处。如硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点。由于水性聚氨酯在实际应用中存在诸多问题，因此需要对其进行改性。其改性方法主要包括环氧树脂改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多元改性等。 2水性聚氨酯涂料的特点与分类 2.1水性聚氨酯涂料的特点[1] 水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。 2.2水性聚氨酯涂料的分类 目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料三大类。 2.2.1单组分水性聚氨酯涂料 单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：a.热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。b.含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。c.室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件，不能采用加热的方式交联，必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯酸酯混合物，尤其是羟基丙烯酸酯混合物的性能。此类水性聚氨酯涂料，采用特制的多异氰酸酯交联剂，即含(-NCO)端基的异氰酸酯预聚物，经亲水处理后分散于各种含羟基聚合物中而形成的分散体，与多种含羟基聚合物水分散体组成能在室温固化的聚氨酯水性涂料。 d.固化水性聚氨酯涂料。光固化水性聚氨酯涂料采用电子束辐射、紫外光辐射的高强度辐射引发低活性的聚物体系产生交联固化。 2.2.2双组分水性聚氨酯涂料 双组分聚氨酯涂料具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐候性好等优越性能，广泛作为工业防护、木器家具和汽车涂料。水性双组分聚氨酯涂料将双组分溶剂型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低 VOC含量相结合，成为涂料工业的研究热点。水性双组分聚氨酯涂料
水性木器漆的分类,水性木器漆的优缺点
水性木器漆的分类，水性木器漆的优缺点 简单的说，特种翻修漆就是直接在外墙瓷砖或木器上刷涂、辊涂、或喷涂水性瓷砖翻新漆，无需打掉旧瓷砖地板，重新铺贴。这样子的施工过程可以这样形容：省时、省工、省钱。令我欣喜的是，众多工程下来，涂料的附着力(百格测试0级)、耐水性能(常温水浸泡八个月)、耐候性能(抗紫外线、不褪色、不变色)、抗污性能、耐磨性能、耐热性能(打火机烧30秒)、硬度(2H)等物理化学性能完全达到甚至超过外墙氟碳涂料的性能。 水性木器漆是以水作为稀释剂的漆。水性木器漆一般可分为三类，一类是以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，其主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差。因其技术含量不高且成本较低，成为目前市场上的主要产品。第二类是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了聚氨酯的耐磨及抗化学性强的特点。第三类则是百分之百的聚氨酯水性漆，其耐磨性能甚至达到油性漆的几倍，为水性漆中的高级产品，但该技术只为少数几家专业公司掌握。 了解水性木器漆的分类，消费者就可根据自己的需要进行选择了，如需要涂刷门窗、家具等对耐磨性要求不高的地方，只要选择第一类或第二类的水性漆即可。要是涂刷木地板，则最好用第三类水性漆。 种类虽然清楚了，想要分清市面上的水性木器漆也不是轻而易举的事。因各厂家在水性木器漆的名称及成分标识上并不统一，容易让消费者产生混淆。如以丙烯酸为主要成分的水性木器漆就有丙烯酸和丙烯酸酯两种标法。更有甚者把以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性漆标成水性聚酯漆。消费者最好能够通过目测、鼻闻的方法来辅助判断：丙烯酸是像牛奶一样的乳白色液体，有点酸的味道。聚氨酯则是像鸡蛋清一样半透明的液体，有些淡淡的油脂香味。当然，最可靠的办法是购买专业水性木器漆厂家生产的产品。 水性木器漆的优缺点有多方面，包括无毒环保，不含苯类等有害溶剂，不含游离TDI;施工简单方便，不易出现气泡、颗粒等油性漆常见毛病，且漆膜手感好;固体含量高，漆膜丰满坚韧;不黄变，耐水性优良，不燃烧;防锈、耐高温;可与乳胶漆等其他油漆同时施工。然而，部分水性漆的硬度不高，容易出划痕，这一点在选择时要特别注意。 总体来说，水性漆除价格稍高以外，无论从施工和环保方面都是不错的选择。
水性丙烯酸
水性丙烯酸树脂体系 水性涂料，包括水性木器漆是以水为分散介质和稀释剂的涂料。不常用的溶剂型涂料不同，其配方体系是一个更加复杂的体系。配方设计时，不仅要关注聚合物的类型、乳液及分散体的性能，还需要合理选择各种助剂并考虑到各成分之间的相互影响进行合理匹配。有时还要针对特殊要求选用一些特殊添加剂，形成适用的配方。 配方的基本组成 1) 水性树脂：这是成膜的基料，决定了漆膜的主要功能。 2) 成膜助剂：在水挥发后，使乳液或分散体微粒形成均匀致密的膜，并改善低温条件下的成膜性。 3) 抑泡剂和消泡剂：抑制生产过程中漆液中产生的气泡并能使已产生的气泡逸出液面并破泡。 4) 流平剂：改善漆的施工性能，形成平整的、光洁的涂层。 5) 润湿剂：提高漆液对底材的润湿性能，改进流平性，增加漆膜对底材的附着力。 6) 分散剂：促进颜填料在漆液中的分散。 7) 流变助剂：对漆料提供良好流动性和流平性，减少涂装过程中的弊病。 8) 增稠剂：增加漆液的黏度，提高一次涂装的湿膜厚度，并且对腻子和实色漆有防沉淀和防分层的作用。 9) 防腐剂：防止漆液在贮存过程中霉变。 10) 香精：使漆液具有愉快的气味 11) 着色剂：主要针对色漆而言，使得水性漆具有所需颜色。着色剂包括颜料和染料两大类，颜料用于实色漆(不显露木纹的涂装)，染料用于透明色漆(显露木纹的涂装)。 12) 填料：主要用于腻子和实色漆中，增加固体分并降低成本。 13) pH 调节剂：调整漆液的pH 值，使漆液稳定。 14) 蜡乳液或蜡粉：提高漆膜的抗划伤性和改善其手感。 15) 特殊添加剂：针对水性漆的特殊要求添加的助剂，如防锈剂(铁罐包装防止过早生锈)、增硬剂(提高漆膜硬度)、消光剂(降低漆膜光泽)、抗划伤剂、增滑剂(改善漆膜手感)、抗粘连剂 (防止涂层叠压粘连)、交联剂(制成双组分漆，提高综合性能)、憎水剂(使涂层具有荷叶效应)、耐磨剂(增加涂层的耐磨性)、紫外线吸收剂(户外用漆抗老化，防止发黄)等。 16) 离子水：配方设计时往往还要添加少量的去离子水以便制漆。 水性树脂
水性聚氨酯的改性研究
第１６期 收稿日期：２０１８－０５－２５ 基金项目：２０１７年临沂大学学生学习评价改革课程（高分子物理实验）；２０１７年临沂大学教育信息化研究课程（高分子化学实 验）；国家级大学生创新创业训练项目（编号： ２０１８１０４５２１２３）作者简介：仇艳玲（１９９６—），女，在校本科生；通讯作者：马登学，博士，副教授，主要从事高分子材料的合成与应用。 水性聚氨酯的改性研究 仇艳玲，毛广政，代 月，黄传峰，马登学 （临沂大学材料科学与工程学院，山东临沂 ２７６００５） 摘要：面对近年来全球环保的压力和限制挥发性有机物的排放，低毒无污染、环境友好型的水性聚氨酯越来越受到人们的青睐，然而单一的水性聚氨酯乳液固含量低，耐高温、耐水、耐热性较差，某些程度上限制了使用范围。本文综述了目前国内外水性聚氨酯主要的改性方法：交联改性、丙烯酸酯改性、环氧树脂改性、有机硅改性及纳米粒子改性，同时展望了水性聚氨酯改性研究的发展趋势。关键词：聚氨酯；水性聚氨酯；改性研究；进展 中图分类号：ＴＱ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１６－００５３－０２ ＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＷａｔｅｒｂｏｒｎｅＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ＱｉｕＹａｎｌｉｎｇ，ＭａｏＧｕａｎｇｚｈｅｎｇ，ＤａｉＹｕｅ，ＨｕａｎｇＣｈｕａｎｆｅｎｇ，ＭａＤｅｎｇｘｕｅ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉｎｙｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉｎｙｉ ２７６００５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｃｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｇｌｏｂａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆｖｏｌａｔｉｌｅｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｌｏｗ－ｔｏｘｉｃｉｔｙ，ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ－ｆｒｅｅａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｆｒｉｅｎｄｌｙｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｉｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｐｏｐｕｌａｒａｍｏｎｇｐｅｏｐｌｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｉｎｇｌｅｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｅｍｕｌｓｉｏｎｈａｓｌｏｗｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔ，ｐｏｏｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 、ｗａｔｅｒａｎｄｈｅａｔ，ｗｈｉｃｈｌｉｍｉｔｓｉｔｓｕｓｅｔｏｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｍａｉｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ：ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｃｒｙｌａｔｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｏｒｇａｎｉｃ ｓｉｌｉｃｏｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ，ｏｒｇａｎｉｃｆｌｕｏｒｉｎｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ；ｐｒｏｇｒｅｓｓ １ 水性聚氨酯简介 水性聚氨酯（ＷａｔｅｒｂｏｒｎＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ＷＰＵ）是指将聚氨酯粒子分散或溶于水中得到的二元胶体体系，又称水系、水基或 水分散聚氨酯。Ｐ ．Ｓｃｈｌａｃｋ于１９４３年在乳化剂与保护胶体存在下，在水中乳化二异氰酸酯，并在激烈搅拌条件下加入二胺，成 功制得阳离子型聚氨酯［１］ 。１９５３年，美国的ＤｕＰｏｎｔ公司用二官能度多元醇与过量二异氰酸酯在有机溶剂中反应合成－ＮＣＯ 封端的预聚体，用二元胺扩链制备了聚氨酯乳液［２］ 。１９６７年，ＷＰＵ首次在美国市场问世，实现工业化。自２０世纪７０年代我国才开始研究ＷＰＵ，直至１９７６年，沈阳皮革研究所率先研制出ＷＰＵ皮革涂饰剂。１９８９年，德国Ｂａｙｅｒ再次推出双组分ＷＰＵ，成为该领域研究的焦点。自初次合成至今不足百年，聚氨酯就已发展成为继三大合成材料后第四大高分子材料，成为一种广 泛应用于工业、日常生活中的重要多功能聚合物材料［ ３］。２ 水性聚氨酯改性研究进展 ＷＰＵ具有优异的耐温、耐磨、耐碱、耐老化性和粘附力及柔 韧性，但对比溶剂型ＰＵ，单一的ＷＰＵ乳液固含量低，耐高温、耐水、耐热性较差，某些程度上对其使用范围有一定限制。因 此采用各种改性方法来改善提高ＷＰ Ｕ性能便成为ＷＰＵ研究的热点。 ２．１ 交联改性 ２．１．１ 内交联改性 将具有反应型交联基团的化合物如多元异氰酸酯、多元醇 等交联剂引入到ＰＵ主链或乳胶粒子上通过热处理交联、自动 氧化、辐射交联等途径实现交联制得交联的ＷＰ Ｕ。柯志烽［３］ 等交将少量三羟甲基丙烷引入到聚氨酯扩链预聚体中，合成了具 有一定交联结构的ＷＰＵ乳液，并研究了其用量对ＷＰＵ乳液涂膜耐溶剂性及力学性能的影响。研究表明，三羟甲基丙烷会使ＰＵ分子链产生一定交联网状结构，从而改善涂膜耐溶剂耐水性。但交联结构会随其用量的增加而增多，体系粘度也随之增大且速度较快，粒径增大，合成产物呈现乳白色，甚至会出现凝胶现象。２．１．２ 外交联法 将含有反应性基团引入ＰＵ体系中与具有三及三以上官能度的交联剂或多元醇发生交联反应，多元胺、水分散多异氰酸酯及氮杂环丙烷化合物等都是常用的外交联剂，外交联改性 ＷＰＵ又称双组分ＷＰＵ，耐水、耐溶剂性均有所提高［４］ 。李永 清［５］等以多元胺为固化剂固化由聚醚多元醇和２，４甲苯二异 氰酸酯等原料合成的－ ＮＣＯ封端的预聚体，合成了一系列氨丙基聚硅氧烷改性ＰＵ／环氧共聚物，并对其进行了性能测试。实验结果表明，合成的共聚物耐水性及拉伸强度等均有所提高。２．１．３ 自交联法 自交联改性又称ＮＣＯ封端改性，指用苯酚、端羟基丙烯酸等对ＰＵ预聚体中部分或全部－ＮＣＯ封端，再采用外乳化法或引入亲水基团合成封闭性ＰＵ，再经热固化或混合其他ＰＵ乳液制成稳定的乳液。当达到一定温度，－ＮＣＯ解封再交联。其机 理有文献记载两种猜测：消除－加成与取代。赵瑞华［６］等采用苯酚及丙二酸二乙酯等作封闭剂来封闭ＴＤＩ型ＰＵ预聚物，制 · ３５·仇艳玲，等：水性聚氨酯的改性研究