聚氨酯涂料因其涂膜具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点 ,且组分调节灵活 ,已广泛应用于家具涂装、金属防腐、汽车涂装、飞机蒙皮、地板漆、路标漆等.聚氨酯涂料已成为涂料业中增长速度最快的品种之一 ,据文献报导 ,在美国其增长率 2 倍于涂料工业的增长率 ,用量居醇酸与环氧之间.近年来研究的方向之一是发展环保型聚氨酯涂料 ,政府对环境保护的严格法规 ,限制涂料施工时有害物质的排放 ,促使聚氨酯涂料向水性化、粉末化及高固体分方向发展.
1 聚氨酯涂料现状
早在 20 世纪 50 年代我国就开始研发聚氨酯涂料 ,并取得了一批研究成果 ,如氨肥厂脲素造粒塔用聚氨酯涂料、储油罐车用白色聚氨酯涂料等 ,但因众所周知的原因 ,直到 1978 年产量仅 699 t,80 年代以后 ,随着人民生活水平的提高 ,木器家具产业、汽车产业、铁路车辆及石油化工的发展 ,聚氨酯涂料进入快速发展期 ,1990 年产量为 1 .4 万 t,2000 年产量为 8 万 t,2004 年我国聚氨酯涂料市场的生产总量大约在 20 万 t,约占涂料总产量的 6.7%,并在珠江三角洲和长江三角洲形成了两大生产基地.表 1 为 1978 — 2004 年我国聚氨酯涂料产量统计数据.
表 1 我国聚氨酯涂料产量
我国的聚氨酯涂料以芳香族木器家具涂料及地板清漆为主 ,脂肪族多异氰酸酯大多来自国外 ,因其不泛黄 ,耐日晒 ,大多应用于高档用途 ,如飞机蒙皮、汽车及高级建筑等.目前我国的聚氨酯涂料以双组分醇酸聚氨酯涂料为主 ,该类涂料是以 TDI 预聚物与含羟基的醇酸树脂制成的 ,但因其泛黄严重 ,只能用于深色室内用涂料.随着技术的发展 ,尤其是高装饰性耐候涂料需求量的增长 ,采用不泛黄的脂肪族聚氨酯原料 ,以改进泛黄性 ,提高耐候性.用于涂料中的脂肪族异氰酸酯主要有 1,6 - 己二异氰酸酯 (HDI) 、异佛 酮二异氰酸酯 ( IPDI) 、二苯甲烷二异氰酸酯 (HMDI) 及其衍生物 ,用量最大的为 HDI 型.为了提高聚氨酯涂料的产品质量和降低生产成本 ,国内聚氨酯涂料生产厂家选用异氰酸酯预聚物 ,主要有加成物、缩二脲和三聚体.20 世纪 90 年代初 ,单组分聚氨酯涂料也形成了一定的生产规模 ,主要以聚氨酯油为基料 ,可以生产清漆和色漆.
2 水性聚氨酯涂料
表 2 聚氨酯涂料主要品种
水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基础 ,以水为分散介质配制的涂料 ,具有毒性小、不易燃烧、不污染环境、节能、安全等优点 ,同时还具有溶剂型聚氨酯涂料的一些性能 [ 1 ] ,将聚氨酯涂料硬度高、附着力强、耐磨性、柔韧性好等优点与水性涂料的低 VOC 相结合.同时由于聚氨酯分子具有可裁剪性 ,结合新的合成和交联技术 ,可有效控制涂料的组成和结构 ,成为发展最快的涂料品种之一 [ 2 ] .水性聚氨酯涂料有单组分和双组分之分 ,单组分水性聚氨酯涂料的聚合物相对分子质量较大 ,成膜过程中一般不发生交联 ,具有施工方便的优点.双组分水性聚氨酯涂料由含羟基的水性树脂和含异氰酸酯基的固化剂组成 ,施工前将两者混合 ,成膜过程中发生交联反应 ,涂膜性能好.
