功能性水性聚氨酯
为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。
环氧聚氨酯涂料：
环氧树脂涂料在低温下几乎不能固化,为了弥补这个缺点,人们开始将水性聚氨酯涂料应用于金属防腐蚀中。防腐蚀水性聚氨酯多为单组分聚氨酯,它可低温固化,并且具有突出的耐酸碱性、耐油、耐盐水、耐磨、抗冲击、抗应变等性能,是一类具有优异的综合性能和良好发展前景的防腐树脂涂料基料[7]。但是水性聚氨酯由于以水为分散剂,其涂膜的耐水、耐化学性和耐溶剂性较差[8],若要达到防腐蚀的性能,需要加以改性,常用的改性材料为环氧树脂和丙烯酸树脂。环氧树脂除了含有环氧基团外,还含有羟基基团,能直接参与水性聚氨酯的合成反应;丙烯酸酯含有羟基基团,以共聚或共混的方式对水性聚氨酯进行改性。环氧改性水性聚氨酯涂料具有许多优异的性能,涂膜不仅附着力强,而且具有极好的耐油、耐酸、耐碱、耐盐水、耐水、耐溶剂性[9];丙烯酸改性水性聚氨酯涂料是一类兼具水性丙酸涂料和水性聚氨酯涂料优点的新型涂料,具有优异的耐候性,自增稠性好、固含量高。
防腐蚀水性聚氨酯涂料：
材料与周围介质发生化学或电化学作用生成氧化物而丧失或减退其原有性能的现象称为腐蚀。腐蚀给人类造成的损失是惊人的,全球每年因腐蚀造成的经济损失约10000亿美元,约占全年金属总产值的10%[5]。腐蚀造成的损失已经引起了人们的高度重视,针对金属腐蚀,人们采取了一系列的防腐方法,其中最常用的是涂层防腐,这主要是因为涂层防腐不仅具有施工和维修方便、可与其他防腐蚀措施配合使用的优点,而且与其他防腐蚀措施相比,施工费用和成本较低[6]。涂料的防腐蚀作用主要有覆盖作用、钝化缓蚀作用和电化学作用,涂覆在金属表面的涂层能够避免金属与腐蚀介质直接接触,从而达到防腐蚀的效果。
防霉杀菌性水性聚氨酯涂料:
水性聚氨酯涂料含有高分子树脂、颜填料、助剂和水等多种物质,为微生物的生存提供了充足的营养物质条件,因此极易受到微生物的污染。受污染的水性聚氨酯涂料会发生霉变、变质,进而散发不愉快气味,产生色变,不仅丧失了对基材的保护作用,还对人体健康造成危害。有效的解决方法是在水性涂料中添加适量的防霉杀菌剂,来抑制微生物的生长与繁殖,保护涂料与涂层不受破坏。
防水水性聚氨酯涂料:
聚氨酯防水涂料是继煤焦油型、沥青型和彩色型防水涂料之后出现的一种新型防水涂料,由于其具有优异的弹性、耐久性、附着力、耐磨损性、耐药品性、防水层轻、无接缝及容易修补等特点,而被广泛用作外防水层[12]。聚氨酯防水涂料按照分散介质的不同可以分为溶剂型防水涂料、无溶剂型防水涂料和水性防水涂料。水性聚氨酯防水涂料以水作为分散介质,是一种绿色环保的防水涂料,虽然其在性能方面与溶剂型聚氨酯防水涂料存在较大差距,但是水性聚氨酯涂料的无毒、无臭味、无污染空气和水源、不易燃、操作方便、易于清理等优点引起了广大研究者的青睐。而且与其他种类的水性涂料相比,水性聚氨酯涂料成膜后机械性能好,对水泥地面、混凝土、陶瓷、钢铁、石棉等都有较好的粘接性,成膜性好。
改性聚氨酯涂料:
改性水性聚氨酯防水涂料主要应用于建筑上,如屋顶、浴室、地下建筑、桥梁等的防水,这是因为其耐水性能显著,并具有能适合结构复杂的防水工程,施工简便,易于维修等优点,涂刷后涂膜表面形成具有优异机械性能的、无接缝的弹性致密防水层。另外,水性聚氨酯涂料在制备防水透湿织物中被广泛用作涂层剂。防水透湿织物是具有防水、透气、防风、保暖的功能性织物,可以防止水在一定的压力下浸透织物,又能使人体排出的汗液以水蒸气的形式通过织物扩散传递到外界,从而保持织物的干爽和舒适性。通过在织物表面涂覆一层高分子聚合物涂层剂,可以得到具有防水透湿性能的涂层织物。相比于传统的聚氯乙烯、聚乙烯等防水透湿涂层剂[17],水性聚氨酯由于能够赋予织物耐磨性、柔韧性、耐低温性、光泽性以及舒适性,并且无毒无污染,而被广泛用作尼丝纺、真丝、棉等高档织物的涂层剂。经水性聚氨酯涂层整理后的织物具有优异的防水透湿、柔软舒适、富有弹性的功能。
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