國外聚氨脂的發展

剑客小生

概述
90年代以后，由于国外涂料市场竞争激烈，因此各大涂料公司对于其涂料技术开发规划讳莫如深，尤其在研制开发聚氨酯涂料方面，下面列举一些摘录报导并加以归类，以便有助于了解目前国外聚氨酯涂料发展动态。
1自变联型聚氨酯体系
变联一般通过引入反应性基团来达到，如热活化变联(烘烤系统)，双组分或UV交联等，现在采用单罐装自交联系统，这样可减少热源以及烘烤设备、UV光源，并带来使用方便，这种交联系统采用2种途径，甲亚胺交联和自动氧化交联，这样涂料可在外界温度下施工并进行反应交乳;甲亚胺交脂的原理是羰基与多元胺之间的反应，羰基的来源是乙酰乙酸基类，醛类或酮类，受酸催化而形成甲亚胺，当中和剂和水蒸发而干燥时就触发了交联，随着水分的丧失，pH值下降，就发生快速的交联反应，这种自交联体系干燥通常在4-5d内全干，甚至还可以在1d内干燥：所制成的聚氨酯/丙烯酸涂料体系能适应市场的特殊需求，与纯聚氨酯和聚氨酯/丙烯酸共混体系相比，其耐化学品性更强，价格更低，而由此制成的水性聚氨酯体系因其高使用性能特别在硬度方面亦将在涂料工业中得到广泛应用。自动氧化固化的聚氨酯可供添加不饱和双键类来加以合成。通常这种不饱和双键类是加入多元不饱和脂肪酸或油类，当将这类涂料施工于底材上后，会与空气中的氧反应而发生较慢的固化，但这种交联反应可使用适当的干燥剂(盐类)如钴、锰、锆等金属皂来加以催化，用这种方法制成的聚氨酯涂料固化速率虽慢，但其耐化学品性较好，且外观出色，对木材润湿特好，Zeneca已经开发了这一产品，用于室内地板清漆，在自行配用漆市场有应用前景，可替代溶剂型油改性聚氨酯和其他丙烯酸聚氨酯涂料。另外BASF也介绍了一种单罐装基于氨基甲酸酯的PUR自交联体系，用作汽车金属清漆，具有较好的耐浸蚀性和耐候性，性能可与双组分聚氨酯涂料相匹敌，可代替丙烯酸氨基涂料。其施工设备同丙烯酸氨基涂料，但可减少烘烤费用。
类似的自交联聚氨酯涂料产品还有BFGoodrich公司的Sancure系水性不泛黄类型，涂膜抗张强度达4.8MPa，伸长率为270％，可用于木材、塑料和金属的涂饰，耐水、耐化学品和耐磨。日本涂料株式会社也有一种单组分自交联水性聚氨酯涂料，这种具有特定结构的产品成膜后不沾尘、抗污性、耐水性好，不易被污水浸蚀，又耐碱、耐酸、耐候，具弹性，是一种用于石棉水泥板、预制混凝土制品、石膏板以及建筑物内外墙上的良好涂料。
; _4 G3 I4 B9 f2 o5 e2双组分水性聚氨酯体系
Vianova公司开发了一种称为Daotan6470的水性双组分聚氨酯，这种水性聚氨酯分散体用常规的异氰酸酯交联，但它不像工业上常用的体系那样，需要特殊设备或在施工现场专门的操作，所制成涂层耐磨性优于溶剂型聚氨酯涂料，同时具有相当好的硬度、韧性、映像深度和耐化学品性(可耐6周液压油浸渍)
3粉末涂料
聚氨酯粉末涂料是基于羟基功能的聚酯与封闭多异氰酸酯的结合，传统上在烘烤期间由封闭剂裂解(解封)而进行固化，经反应而形成聚氨酯网络。Bayer公司近年来开发了一种无需挥发性封闭剂的多脲二酮粉末交联剂，这种交联剂是异佛尔酮二异氰酸酯或己二异氰酸酯的脲二酮类化合物，由此制成的粉末涂料耐化学品性特别是耐溶剂性能优异，也可制成无光或有光型粉末涂料。
4无溶剂聚氨酯体系
& C+ D9 f; ^. [; L2 GBayer公司就VOC问题展示了一种极低易度的脂肪族多异氰酸酯(Desmodur)与极低易度多氨基共反应剂(Desmophen)配制而成的100％固体品种。美国Futura涂料公司开发了一种名日Styrothane30006产品，系100％固含量以1:1混合的双组分聚氨酯喷涂涂料，可用于建筑装饰、剧院道具、显示器以及在苯乙烯或聚氨液泡沫上防火，它在这些泡沫表面可形成阻燃的外壳，性能超过各种内部材料应用所要求的ASTME841级／A级涂料标准，固化短至10s就可用手触摸。美国工业共聚物公司推出了无有机溶剂的聚氨酯分散体，其牌号为IncorezW830/177，由此制成的涂料不含有机溶剂，具有难燃性。
9 D# j, F  k, h" ]5低温解封体系
& ^6 Y# L6 C" ^' Y; @; D英国Baxenden化学品公司开发了一种具有较低解封闭温度的封闭型异氰酸酯，可用于单组分汽车静电喷涂面漆，其封闭剂为吡唑，能在110℃或更低的温度解封闭，可用此配制高固体分涂料，并可用于不耐热性基材上。
6生物降解体系
0 X5 I# L8 N4 _% e日本已经开发成功新型生物降解型聚氨酯涂料—糖蜜多元醇型，用此制成的涂料性能与普通聚氨酯涂料相当，但久置会被微生物所分解，故不会给环境造成污染。
5 J* z  @1 v! U& N& _7高性能聚氨酯涂料体系
美国21世纪涂料公司已将氟化聚氨酯类涂料产品系列化，该涂料可在常温，常压下进行涂装，所形成的涂层对各种介质的透过性比普通氟聚合物涂料要低1个数量级，用此可防止水分和氧渗透到被涂覆底材上，此涂层能在耐20-25a的腐蚀后仍有保护性，可广泛用于石油储罐、海上油井设备、废物处理装置等方面。
日本在航空涂料领域考虑到聚氨酯树脂面漆耐温限度为150℃，长期使用可能会造成热劣化，日本特殊涂料公司与日本富士重工业公司共同开发了一种新品种，即将有机硅树脂导入到聚氨酯树脂中，并拼用高热放射性颜料，所制成的涂料经使用效果优良。美国在未来的航空战机中亦将采用一种用含羟基氟树脂与异氰酸酯结合的含氟聚氰酸酯涂料，将大大提高航空涂料的保护性能和使用寿命。由开环缩聚制成的羟基功能的星形齐聚物具有狭相对分子质量分布，这样借此就可合成带支链的星形聚合物，可精确控制相对分子质量、官能度以及功能性羟基的位置和反应性，得到的聚氨酯涂料在相同相对分子质量下比线型结构聚氨酯涂料在固体含量及时度方面具有优势，可制成使用效果良好的低VOC双组分汽车用聚氨酯清漆。
5 s+ ]9 b# r0 V8弹性聚氨酯体系
Schiloeter公司有一种弹性聚氨酯涂料Durosoft3004-B，适用于塑料和金属表面，涂料固化后可形成光滑、柔软的皮革状漆面，它在50℃下固化时间为5-8min，可喷涂，有彩色无光和透明无光等品种，它给人的感觉外观高雅和舒畅，如在化妆品包装、女土礼品、家具、通讯用品、计算机部件上涂有此涂层可增强这些物件在市场上的竞争力。美国ITW工程公司开发的可喷涂聚氨酯弹性涂料，可用常规设备混合进行施工，其伸长率可达400％，其涂层具有优良的耐弯曲和抗冲击性能。
! `, _) n( a- r8 `2 n9建筑防水涂料
美国Tremco公司生产的双组分环氧聚氨酯防水涂料，涂布性强，成膜后具有坚韧性和延伸率强等特点，只需涂布1.3mm就能达到优异的防水效果和抗拉强度，延伸率高达300％。