聚氨酯功能性助劑在水性聚氨酯涂料中的創(chuàng)新應(yīng)用,有效提升涂膜耐磨性和耐候性。
各位聽(tīng)眾,各位同仁,大家好!
我是今天的主講人,一位在化工領(lǐng)域摸爬滾打多年的老兵。今天,我想和大家聊聊一個(gè)既熟悉又充滿創(chuàng)新活力的領(lǐng)域——水性聚氨酯涂料,以及其中一個(gè)至關(guān)重要的角色:聚氨酯功能性助劑。我們今天的主題是:“聚氨酯功能性助劑在水性聚氨酯涂料中的創(chuàng)新應(yīng)用,有效提升涂膜耐磨性和耐候性?!?/p>
各位,想想我們每天的生活,簡(jiǎn)直就是被各種涂層包圍:從家里的木地板、家具,到我們駕駛的汽車(chē)、乘坐的交通工具,甚至是手中的智能手機(jī),都離不開(kāi)涂料的保護(hù)和裝飾。而水性聚氨酯涂料,憑借其環(huán)保、安全、性能優(yōu)異等特點(diǎn),正逐漸成為涂料界的“新寵”。
但是,水性聚氨酯涂料也并非完美無(wú)瑕,在耐磨性和耐候性方面,相比傳統(tǒng)的溶劑型涂料,往往還有提升空間。這就像一位天生麗質(zhì)的佳人,如果能再精心打扮一番,豈不是更加光彩照人?
而今天我們的主角——聚氨酯功能性助劑,就是那位為水性聚氨酯涂料錦上添花的“化妝師”。它們就像一群身懷絕技的“特種兵”,各司其職,協(xié)同作戰(zhàn),從不同的角度,提升涂膜的性能,讓它更加堅(jiān)韌、耐用,無(wú)懼風(fēng)吹日曬雨淋。
一、水性聚氨酯涂料的“前世今生”:
要了解功能性助劑的作用,我們先要對(duì)水性聚氨酯涂料有個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),聚氨酯涂料是一種以聚氨酯樹(shù)脂為主要成膜物質(zhì)的涂料,具有優(yōu)異的耐磨性、耐化學(xué)品性、柔韌性等優(yōu)點(diǎn)。而水性聚氨酯涂料,則是將聚氨酯樹(shù)脂分散在水中,從而減少或避免了有機(jī)溶劑的使用,更加環(huán)保健康。
水性聚氨酯涂料的發(fā)展,可以說(shuō)是環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的必然結(jié)果。想想幾十年前,我們的油漆桶里裝的幾乎都是“毒藥”,刺鼻的氣味讓人聞之色變。隨著科技的進(jìn)步,人們逐漸意識(shí)到,我們不能為了追求美好的生活,而犧牲自己的健康和環(huán)境。
水性聚氨酯涂料的出現(xiàn),就像一道清新的風(fēng),吹散了涂料行業(yè)的“霧霾”,為我們帶來(lái)了更加健康、環(huán)保的選擇。雖然在性能上,水性涂料還需要不斷改進(jìn)和完善,但其發(fā)展前景無(wú)疑是光明的。
二、聚氨酯功能性助劑:涂膜性能的“魔術(shù)師”:
現(xiàn)在,讓我們聚焦到今天的主角——聚氨酯功能性助劑。這些助劑種類(lèi)繁多,功能各異,就像一個(gè)“百寶箱”,可以根據(jù)不同的需求,選擇不同的助劑,來(lái)改善涂膜的性能。
那么,它們是如何提升涂膜的耐磨性和耐候性的呢?這就要涉及到一些具體的助劑種類(lèi)和作用機(jī)理了。
1. 耐磨助劑:
耐磨性是衡量涂膜是否耐用的重要指標(biāo)。想象一下,如果你的木地板走幾步就留下劃痕,或者汽車(chē)漆面輕輕一碰就掉漆,那該是多么令人沮喪的事情?
耐磨助劑就像是給涂膜穿上了一件“盔甲”,使其更加堅(jiān)硬、耐磨。常見(jiàn)的耐磨助劑包括:
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有機(jī)硅類(lèi)助劑: 有機(jī)硅類(lèi)助劑具有優(yōu)異的表面滑爽性和耐磨性,可以在涂膜表面形成一層保護(hù)膜,減少摩擦力,從而提高耐磨性。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 固含量 (%) 粘度 (mPa·s) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 Silok? 6030 聚醚改性硅油 無(wú)色透明液體 99-100 50-150 水性涂料、油墨、皮革處理劑等,主要用于提高表面滑爽性、耐磨性和抗粘連性。 0.1-1.0% BYK-378 聚醚改性聚硅氧烷 透明液體 52 50-150 水性涂料、印刷油墨,改善流平性,增加表面滑爽性、防止縮孔。 0.1-0.5% -
蠟類(lèi)助劑: 蠟類(lèi)助劑可以在涂膜表面形成一層硬質(zhì)的保護(hù)層,提高涂膜的硬度和耐磨性。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 熔點(diǎn) (℃) 酸值 (mgKOH/g) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 MICHEM? Lube 160 聚乙烯蠟 白色顆粒 104-110 < 5 水性涂料、油墨,主要用于提高耐磨性、防刮傷性,改善表面滑爽性。 0.5-3.0% Jonwax 22 聚丙烯蠟 白色粉末 130-140 < 1 水性、溶劑型涂料、油墨,用于提高耐磨性、耐刮傷性、光澤度。 0.5-3.0% -
納米材料: 納米二氧化硅、納米氧化鋁等納米材料,具有優(yōu)異的硬度和耐磨性,可以顯著提高涂膜的耐磨性。這些納米顆粒就像是涂膜中的“金剛砂”,讓涂膜更加堅(jiān)不可摧。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 熔點(diǎn) (℃) 酸值 (mgKOH/g) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 MICHEM? Lube 160 聚乙烯蠟 白色顆粒 104-110 < 5 水性涂料、油墨,主要用于提高耐磨性、防刮傷性,改善表面滑爽性。 0.5-3.0% Jonwax 22 聚丙烯蠟 白色粉末 130-140 < 1 水性、溶劑型涂料、油墨,用于提高耐磨性、耐刮傷性、光澤度。 0.5-3.0% -
納米材料: 納米二氧化硅、納米氧化鋁等納米材料,具有優(yōu)異的硬度和耐磨性,可以顯著提高涂膜的耐磨性。這些納米顆粒就像是涂膜中的“金剛砂”,讓涂膜更加堅(jiān)不可摧。
產(chǎn)品名稱 主要成分 粒徑 (nm) 固含量 (%) 分散介質(zhì) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 Levasil? 200/30 納米二氧化硅 20 30 水 水性涂料、油墨,用于提高耐磨性、硬度、抗劃傷性、耐候性。 1.0-5.0% Disperal? P2 納米氧化鋁 12-13 14 水 涂料、塑料,用于提高耐磨性、硬度、耐熱性、UV 阻隔性能。 0.5-3.0% -
交聯(lián)劑: 交聯(lián)劑可以提高涂膜的交聯(lián)密度,使其結(jié)構(gòu)更加緊密,從而提高耐磨性。常見(jiàn)的交聯(lián)劑包括氮丙啶交聯(lián)劑、碳二亞胺交聯(lián)劑等。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 固含量 (%) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 NeoCryl CX-100 多官能團(tuán)氮丙啶 透明液體 100 水性涂料、油墨,用于提高耐水性、耐化學(xué)品性、耐磨性。 1.0-3.0% Picassian XL-702 碳二亞胺 透明液體 40 水性涂料、粘合劑,用于提高耐水性、耐化學(xué)品性、附著力。 0.5-2.0%
2. 耐候助劑:
涂膜的耐候性是指涂膜抵抗陽(yáng)光、雨水、溫度變化等自然環(huán)境影響的能力。如果涂膜的耐候性不好,就會(huì)出現(xiàn)褪色、粉化、開(kāi)裂等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響其使用壽命和美觀。
耐候助劑就像是給涂膜撐起了一把“保護(hù)傘”,使其免受紫外線、水分、氧氣等有害因素的侵蝕。常見(jiàn)的耐候助劑包括:
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紫外線吸收劑: 紫外線是導(dǎo)致涂膜老化的主要因素之一。紫外線吸收劑可以吸收紫外線,將其轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來(lái),從而保護(hù)涂膜免受紫外線的損害。
產(chǎn)品名稱 化學(xué)結(jié)構(gòu) 外觀 吸收波長(zhǎng) (nm) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 TINUVIN? 400 二苯甲酮類(lèi) 淡黃色液體 280-360 工業(yè)涂料、汽車(chē)涂料、木器涂料等,提供紫外線防護(hù),防止涂層降解。 0.5-3.0% UVASORB? HEB 二苯甲酮類(lèi) 淡黃色液體 290-350 工業(yè)涂料、汽車(chē)涂料、木器涂料,保護(hù)涂層免受紫外線損害,提高耐久性。 0.5-2.0% -
光穩(wěn)定劑(受阻胺光穩(wěn)定劑 HALS): 光穩(wěn)定劑可以捕捉自由基,抑制光氧化反應(yīng),從而延緩?fù)磕さ睦匣ALS類(lèi)光穩(wěn)定劑具有優(yōu)異的光穩(wěn)定效果,被廣泛應(yīng)用于各種涂料中。
產(chǎn)品名稱 化學(xué)結(jié)構(gòu) 外觀 熔點(diǎn) (℃) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 TINUVIN? 292 受阻胺 淡黃色液體 – 工業(yè)涂料、汽車(chē)涂料、木器涂料,延長(zhǎng)涂層壽命,提供長(zhǎng)期光穩(wěn)定性。 0.5-2.0% Hostavin 3070 受阻胺 白色固體 135-140 塑料、涂料,主要用于提高耐候性,防止光降解和熱降解。 0.3-1.5% -
抗氧化劑: 氧氣是導(dǎo)致涂膜老化的另一個(gè)重要因素??寡趸瘎┛梢圆蹲窖踝杂苫?,抑制氧化反應(yīng),從而延緩?fù)磕さ睦匣?/p>
產(chǎn)品名稱 化學(xué)結(jié)構(gòu) 外觀 熔點(diǎn) (℃) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 Irganox 1010 受阻酚類(lèi) 白色結(jié)晶粉末 110-125 塑料、涂料、橡膠,主要用于防止材料在高溫和光照條件下氧化。 0.1-0.5% SONGNOX? 1076 受阻酚類(lèi)抗氧化劑 白色結(jié)晶 53-58 聚合物、塑料、涂料,保護(hù)材料免受熱和氧的影響,提高長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 0.1-0.3 wt% -
顏料分散劑: 顏料分散劑可以使顏料在涂料中均勻分散,防止顏料團(tuán)聚,從而提高涂膜的耐候性。顏料團(tuán)聚會(huì)導(dǎo)致涂膜表面出現(xiàn)不均勻的顏色分布,從而影響其光反射和吸收,加速老化。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 酸值 (mg KOH/g) 活性物含量 (%) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 BYK-190 聚合物分散劑 透明液體 18-25 52 水性涂料,用于分散無(wú)機(jī)顏料,提高顏色強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 1-5% DISPERBYK-194 聚合物分散劑 透明液體 30-40 50 水性涂料、油墨,用于分散有機(jī)和無(wú)機(jī)顏料,提高著色力和光澤。 1-3%
三、功能性助劑的“黃金搭檔”:協(xié)同效應(yīng)的奧秘
值得一提的是,在實(shí)際應(yīng)用中,我們往往需要將多種功能性助劑組合使用,才能達(dá)到佳的效果。這就像一支足球隊(duì),需要前鋒、中場(chǎng)、后衛(wèi)各司其職,協(xié)同配合,才能取得勝利。
例如,我們可以將耐磨助劑和紫外線吸收劑組合使用,既可以提高涂膜的耐磨性,又可以提高其耐候性,使其更加堅(jiān)固耐用。
四、聚氨酯功能性助劑的未來(lái)展望:
隨著科技的不斷進(jìn)步,聚氨酯功能性助劑也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。未來(lái),我們可以期待以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì):
- 多功能化: 將多種功能集成到一種助劑中,例如,既具有耐磨性,又具有耐候性的多功能助劑。
- 綠色化: 采用更加環(huán)保、安全的原材料和生產(chǎn)工藝,開(kāi)發(fā)更加綠色、可持續(xù)的助劑。
- 智能化: 開(kāi)發(fā)具有自修復(fù)、自清潔等功能的智能助劑,使涂膜更加智能化、人性化。
- 定制化: 根據(jù)不同的應(yīng)用需求,定制開(kāi)發(fā)具有特定功能的助劑,滿足個(gè)性化的需求。
五、總結(jié):
各位聽(tīng)眾,今天我們一起探討了聚氨酯功能性助劑在水性聚氨酯涂料中的創(chuàng)新應(yīng)用,以及其在提升涂膜耐磨性和耐候性方面的重要作用。希望通過(guò)今天的講解,大家能夠?qū)郯滨スδ苄灾鷦┯懈钊氲牧私?,并在?shí)際應(yīng)用中,充分發(fā)揮其作用,為我們的生活創(chuàng)造更加美好的環(huán)境。
聚氨酯功能性助劑,就像是涂料界的“隱形英雄”,它們默默地奉獻(xiàn)著自己的力量,讓我們的生活更加美好。讓我們一起期待聚氨酯功能性助劑的未來(lái),期待涂料行業(yè)的更加輝煌!
謝謝大家!
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑,是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑,不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類(lèi)有機(jī)錫化合物,適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系;
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,比A-14活性低;
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用和一定的耐水解性,組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng);
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系,在該系列催化劑中催化活性強(qiáng),特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系;
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有很強(qiáng)的延遲效果,與水的穩(wěn)定性較強(qiáng);
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,中等催化活性,良好的流動(dòng)性和耐水解性;
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,具有延遲作用;
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系,可用來(lái)替代A-14,添加量為A-14的50-60%;
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑,可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑,活性比有機(jī)錫相對(duì)較低;
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫,凝膠型催化劑,適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫,還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等;
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類(lèi)強(qiáng)凝膠催化劑,與其他的二丁基錫催化劑相比,T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性,而且改善了水解穩(wěn)定性,適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。