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          水性聚胺脂地坪

          水性聚胺脂地坪

           
            聚氨酯涂料在建筑領域有著廣泛的應用和研究,隨著各國對環保和節能的日益重視,其發展從剛開始的溶劑型到現在的水性化。與溶劑型聚氨酯涂料相比,水性聚氨酯(WPU)涂料具有無毒、不污染環境、節省能源和資源等優點,屬于當今的綠色高分子材料。近年來,由于社會經濟快速增長,建筑行業不斷發展,建筑涂料日益受到人們的重視,已經成為涂料工業中增長快的涂料品種;WPU涂料將聚氨酯樹脂所固有的強附著力、耐磨蝕、耐溶劑性好等優點與水性涂料低的VOC含量相結合,在建筑市場發揮著舉足輕重的作用。
            (1)、水性聚氨酯涂料在建筑領域的應用
            建筑涂料廣泛應用于建筑物的裝飾和保護,要求是能抵御外界環境對建筑物的破壞,能對建筑物的防霉、防火、防水、防污、保溫、防腐蝕等起保護功能;更重要的是低毒或者無毒、不易燃,對人類來說有足夠的安全性。WPU涂料所具備光澤性、柔韌性、耐候性、耐溶劑等優異性能以及無毒、環保的優點,使其在建筑領域大放異彩。
            1、地坪涂料
            地坪涂料是一類應用于水泥基層的涂料,要求具備耐磨、防滑、耐腐蝕、耐沾污等性能。WPU涂料所具備的柔韌可調整和環保等優勢,在地坪領域所占的份額越來越大。對于單組分WPU,需要通過交聯改性來獲得優異的力學性能、耐水性、耐溶劑性以及耐老化性,從而滿足地坪涂料的要求。而雙組分WPU自身所具有的易清洗、耐磨性、耐刮擦性、耐化學品等優異的性能,在地坪領域應用十分廣泛。陳凱研究一種雙組分WPU地坪涂料,是由硅丙水分散體的OH基團和多異氰酸酯NCO基團兩組分配制而成。結果發現,有機硅氧烷單體加入量、羥基含量、酸值、固化劑的選擇等對涂膜性能均有顯著的影響。當硅氧烷單體質量分數為5%~10%、羥基量為2.8%~3.0%、酸值在25~36mgKOH/g、玻璃化轉變溫度為40~58℃條件下合成高性能含羥基硅丙樹脂,將其與固化劑配制的地坪涂料涂膜性能佳;其涂膜堅硬、耐久,具有很好的耐水性、耐蝕性、耐劃傷性和耐擦洗性。沈劍平等研究發現,只要選材得當,雙組分WPU涂料可以實現優異的綜合性能。用基于多元醇分散體BayhydrolAXP2695和多異氰酸酯BayhydurXP2487/1研發的白漆,以60kg的壓力將40mm×40mm的冬季防滑胎壓放在涂料樣板上,常溫壓放1d后,在50℃下壓放3d,發現其漆膜表面僅留下輕微的印痕,并且可以用乙醇輕易地擦拭干凈。新的研究表明,某些高交聯密度的雙組分WPU地坪涂料具有優異的抗熱胎痕的性能。
            2、建筑防水涂料
            目前在建筑防水領域,溶劑型聚氨酯涂料應用比較廣泛;但隨著環保的力度的加大,涂料勢必要向無溶劑、水性化方向發展。WPU由于引入親水集團,涂料的耐水性不佳,無法滿足建筑防水涂料的需求,所以可以通過改性來提高和改善相應性能。
            3、隔熱涂料
            經濟的快速發展加速了建筑能耗,給社會造成了能源負擔和嚴重的環境污染,門窗(尤其是玻璃)是建筑能量易損失環節;為了節約能源,透明隔熱涂料應運而生。將涂料涂在玻璃的表面,能夠形成一層透明且隔熱涂膜,使玻璃在滿足采光需求的同時又具備較好的隔熱效果。因此對該涂料的要求是具有較高的可見光透過率和良好的隔熱效果。有學者研究發現,在WPU樹脂中加入納米功能性的填料,可以制得透明性和隔熱性均較好的建筑節能涂料。
            (2)、水性聚氨酯涂料在建筑領域的研究進展
            建筑涂料目前發展方向是環保和高性能,對WPU進行改性和功能化已經成為當今重要的研究內容。
            WPU的改性方法主要有共混改性、交聯改性、復合改性、納米粒子改性。共混改性可以提高WPU的耐水性、力學性能等,但樹脂之間的相容性不佳,綜合性能不理想;交聯改性是將線性聚氨酯通過化學鍵的形式交聯成網狀結構的聚氨酯,其在很大程度上提高了WPU耐溶劑性和力學性能,但是樹脂種類單一,無法發揮多種樹脂共混的優越性;復合改性是利用一定的方法(共聚和接枝)將不同類型的樹脂(如丙烯酸酯、有機硅、環氧樹脂)復合到WPU主鏈上,克服各自的缺陷,在性能上達到很大的互補性,使涂膜的性能得到明顯的改善,從而配制出性能優異的水性涂料;納米粒子改性可以使WPU獲得優異的性能,也是當今研究的熱點,但如何使納米粒子在聚合物基體中分散均勻而不發生團聚,怎樣通過無機納米粒子的含量、界面的作用和分散狀態來優化從而得到性能更好的納米復合材料,也是值得相關人員深入研究的。
            1、復合改性
            對于單一WPU,存在耐水性差、固含量低等缺陷,其在建筑領域的應用受到很大的限制。通過復合改性,可以發揮各種改性劑的優點提高WPU的各項性能。常用的改性劑有丙烯酸和環氧樹脂類單體。用丙烯酸酯類和環氧樹脂類單體對WPU進行改性的復合乳液涂料,其性能適合現今建筑業對其的要求。
            有機硅改性是近幾年發展的新興改性方法;主要是側基或者端基帶有活性集團的聚硅氧烷,對WPU改性主要以共聚為主。
            2、納米改性
            納米技術是當今許多學科的研究熱點,其特殊的體積、界面以及表面缺陷等效應,可以賦予其獨特的光學、電學、磁學、催化以及化學等特性. 納米粒子改性WPU的技術也日益成熟,聚合物基納米復合材料必將取代單一的聚合物,為了發揮納米粒子的性能,確保納米粒子的分散均勻性,達到與聚合物分子相容性十分重要;細乳液聚合法作為一種比較新型的方法,將會取代傳統的乳液聚合。
            3、總結
            隨著人們環保意識的增強,傳統的有機揮發化合物含量高的溶劑型建筑涂料已經受到了前所未有的挑戰。WPU涂料具有良好的低溫成膜性,耐高溫回粘性,優異的物理機械性能(如柔韌性、耐磨性),低的VOC排放量,施涂后漆膜豐滿,因此具有廣闊的發展應用前景,也是目前建筑涂料領域研發的一個重點和熱點。但是WPU涂料也存在著性能方面的缺陷,可以通過不同的改性的方法來改善它的缺陷和提高它的性能,從而滿足人類的更高的需求。目前用丙烯酸酯、環氧樹脂等復合改性研究得相當成熟,另外納米粒子改性WPU涂料也已經成為研究的熱點??傊?,高性能和環保安全性將是今后建筑涂料的發展方向,而WPU涂料必將在建筑領域大放異彩。

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