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水性聚氨酯和丙烯酸酯的優(yōu)劣對(duì)比

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2019/2/19 瀏覽次數(shù)：

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目前我國(guó)木器漆大多還是溶劑型油漆，且水性漆中以丙烯酸酯類為主要成膜物質(zhì)的居多。我們先來(lái)簡(jiǎn)要比較一下水性聚氨酯和丙烯酸酯的優(yōu)劣。

A、首先聚氨酯合成遵循的是逐步聚合機(jī)理，而丙烯酸樹脂合成遵循自由基鏈?zhǔn)骄酆?，兩者此區(qū)別為水性聚氨酯帶來(lái)諸多好處。比如味道會(huì)更輕甚至可以做到無(wú)任何異味，單體和其他小分子基本無(wú)殘余，環(huán)保性比丙烯酸更好；比如可以引入內(nèi)乳化分子結(jié)構(gòu)而不再外加乳化劑，從而避免乳化劑的對(duì)性能和環(huán)保性的干擾；再比如無(wú)需引發(fā)劑且合成過(guò)程會(huì)更溫和容易控制。

　　 B、水性聚氨酯作為涂料成膜物光澤性更高，尤其適用透明或亮光木器漆，光澤可達(dá)90°以上，而丙烯酸或者其共混樹脂光澤一般在80°-90°。

　　 C、丙烯酸的優(yōu)勢(shì)在哪里呢？首先成本低，其原材料發(fā)展時(shí)間更長(zhǎng)更成熟，其次某些重要性能表現(xiàn)不錯(cuò)，比如保光保色性，耐水耐候性都比水性聚氨酯的要好。鑒于此，丙烯酸體系仍然是主流。為求更環(huán)保健康，下文繼續(xù)探討水性聚氨酯樹脂體系。

　　目前市售的水性聚氨酯木器漆樹脂主要有三種：

NO.1
單組份水性聚氨酯樹脂

　　聚氨酯樹脂分子是結(jié)構(gòu)是由硬段和軟段組成的嵌段高分子，有兩個(gè)Tg，使得水性聚氨酯有優(yōu)異的低溫成膜性和柔韌性，而且耐磨性好、硬度高、光亮度大、抗熱回粘性佳，并且通過(guò)軟、硬鏈段的種類和組成調(diào)節(jié)可以得到不同性能的產(chǎn)品。非常適合配制各種高檔水性木器面漆，如家具漆、地板漆。

　　為了進(jìn)一步提高水性聚氨酯木器漆的物理性能及耐化學(xué)品性，目前人們?cè)谥苽溥^(guò)程中選用不飽和油（比如亞麻油、蓖麻油），以引入不飽和鍵，制得自交聯(lián)水性聚氨酯。此種做法不僅提高漆膜的物理性能和耐化學(xué)品性，還可以提高干燥速度，降低成本。

　　由于水性聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中引入了親水基團(tuán)，會(huì)導(dǎo)致漆膜耐水性較差，可用含羥基和硅氧烷基團(tuán)的有機(jī)硅化合物或含氟化合物擴(kuò)鏈或封端，制備含硅/氟水性聚氨酯分散體。如此漆膜耐水性大大提高，并獲得優(yōu)異的抗劃傷性和耐候性。

NO.2
水性聚氨酯-丙烯酸共聚/共混樹脂

　　綜合水性聚氨酯和丙烯酸樹脂的優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)化學(xué)接枝改性的方法，制備水性聚氨酯-丙烯酸共聚樹脂。在控制成本的同時(shí)，大大改善了涂膜的耐化學(xué)品性耐污性和顏填料潤(rùn)濕分散性等。但是目前市售的共聚樹脂很少，大多是兩種水乳液共混樹脂，性能上接近共聚樹脂。

　　兩種不同體系的共混存在相容性的問題，主要是熱力學(xué)穩(wěn)定性問題，因此在樹脂混合配漆前應(yīng)注意：

　　（A）相容性檢查：液態(tài)樹脂混合后放置一段時(shí)間，可觀察混合液的外觀，如粘度有無(wú)變化、有無(wú)沉淀析出、有無(wú)成膠甚至分層現(xiàn)象等，來(lái)判斷所選用樹脂的相容性。更好的辦法是在玻璃板上涂覆干燥成膜后，觀察涂膜的透明性及表面狀態(tài)來(lái)判斷相容性。

　　（B）一定要明確所用樹脂的離子型態(tài)：相同離子型的樹脂混合后穩(wěn)定性較好，但即使離子型態(tài)相同，還應(yīng)該注意離子強(qiáng)度和離子電荷作用的影響，有無(wú)自由離子存在（像丙烯酸樹脂中的某些離子型乳化劑）也是實(shí)際應(yīng)用中特別注意的。因?yàn)樽杂呻x子往往能影響水性聚氨酯樹脂的粘度和分散體的穩(wěn)定性。

　　（C）巧用樹脂極性的過(guò)渡（增容劑）：意思就是選一個(gè)高極性和一個(gè)相對(duì)低極性樹脂共混，相容性不好，可以再選一個(gè)極性介于兩者之間的第三者樹脂來(lái)增加兩者的相容性，不過(guò)此法實(shí)際操作種并不易做到，小編覺得第三種樹脂往往影響原有配方，可能需要進(jìn)一步大量實(shí)驗(yàn)了。

NO.3
雙組份水性聚氨酯樹脂

　　與單組份水性木器漆相比，雙組份水性木器漆采用外加交聯(lián)劑的方式能顯著提高漆膜的綜合性能，只是操作稍麻煩，成本更高些。常見的外加交聯(lián)劑（固化劑或稱B組分）有聚氮丙啶、碳化二亞胺，最為常用也是通用的是水分散多異氰酸酯。

　　雙組份水性聚氨酯在硬度、光澤、耐水、耐候、耐化學(xué)品等方面已可做到與溶劑型雙組份聚氨酯木器漆相近，同時(shí)VOC含量很低，可減少90%，且干燥速度也很快，使用期也能滿足木器漆的要求。

　　在此需要點(diǎn)名水分散多異氰酸酯固化劑，它不僅與樹脂主體組分的羥基反應(yīng)，同時(shí)也與水發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳，這些氣體如果在成膜表干前不能及時(shí)排出，很容易造成漆膜起泡的重大弊病，這在實(shí)際應(yīng)用中特別容易出問題。

　　市場(chǎng)上較新穎的水性聚氨酯木器漆樹脂還有：水性光固化聚氨酯樹脂。多是引入羥基丙烯酸，利用丙烯酸單體中的雙鍵，在光照催化下斷鍵而固化。

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