浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文[优秀范文5篇]

第一篇：浅析水性聚氨酯涂料研究进展论文

随着人们环保、能源意识的增强,特别是各国环保法规对涂料体系中有机挥发物(VOC)含量的严格限制, 促进了水性涂料为代表的低污染型涂料的发展。水性涂料是以水为分散介质的一类涂料,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点。水性聚氨酯涂料将聚氨酯涂膜的硬度高、附着力强、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料的低VO C含量相结合,且聚氨酯聚合物具有裁剪性,采用分子设计原理,结合新的合成和交联技术,能有效控制涂膜聚合物的组成和结构,使水性聚氨酯涂膜性能相当于甚至优于传统溶剂型涂料,成为发展最快的涂料品种之一。聚氨酯水分散体涂料

1.1 水性聚氨酯分散体的合成聚氨酯(PU)水分散体的制备多采用聚合物自乳化法,即在聚合物链上引入适量的亲水基团,在一定条件下自发分散形成乳液。根据扩链反应不同,自乳化法可分为: 丙酮法、熔融分散法、预聚体分散法和酮亚胺法等,其中丙酮法和预聚体分散法较为成熟。丙酮法的扩链反应在均相体系中进行, 易于控制,重复性好,乳液质量高,适应性强。但需回收丙酮溶剂,生产效率低、能耗大。预聚体分散法的扩链反应在非均相体系中进行,无需使用大量的有机溶剂,可制备有支化度的聚氨酯乳液。近年来聚氨酯水分散体的研究热点有:(1)以脂肪族异氰酸酯单体为原料,采用预聚物混合工艺,研究软段多元醇的分子量、亲水离子含量和聚氨酯预聚物分子量等对聚氨酯分散体的粒子结构、形态、稳定性和涂膜物理力学性能等的影响,在宏观物性上探讨聚氨酯水分散体的结构与性能的关系,在产品开发与应用方面作了大量工作;(2)系统研究扩链剂种类、扩链工艺、中和度、介质介电常数等对分散体形态和结构影响,研究分散体的流体力学行为,并采用热分析技术,研究分散体涂膜的降解动力学;(3)相继出现了采用软段离子化和离子化扩链剂等合成分散体的新方法,如魏欣[4 ]等采用含叔胺基聚醚合成系列聚氨酯离聚物, Wei等采用离子化的聚氧乙烯化胺(N PEO)制备以N PEO为内乳化剂的聚氨酯水分散体。水性聚氨酯分散体的制备工艺涉及到脲链段的生成,有机溶剂的大量消耗,特殊的封端反应, 过量的NCO基含量及特别的反应物(如离子型扩链剂),其共同缺点是合成工艺复杂,质量可控性差,因此,探索易于控制的水性聚氨酯分散体的合成方法成为该领域的研究热点。聚氨酯分散体涂料的改性研究

聚氨酯乳液的自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、耐溶剂性不良、硬度、表面光泽度低等,交联改性可以进一步提高聚氨酯水分散体涂料的机械性能和耐化学品性能。首先,通过选用多官能度的合成原材料如多元醇、多元胺扩链剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。其次,添加内交联剂,如碳化二亚胺、甲亚胺和氮杂环丙烷类化合物,在碱性条件下相当稳定,在聚氨酯乳液中能稳定存在,涂膜在干燥过程中由于水及中和剂的挥发,使得胶膜中的pH值下降,交联反应得以进行。另外热活化交联是由封端型异氰酸酯乳液与聚氨酯乳液混合形成稳定的单组分乳液,干燥后进行热处理能使高反应性的N CO基团再生,与聚氨酯分子所含的活性氢基团(如羟基、胺基、脲基、聚酯基)反应形成交联的涂膜。自动氧化交联的水性聚氨酯,是将含不饱和键的植物油或其脂肪酸引入其分子链中,由金属催干剂(如钴、锰、锆盐)来催化自交联,其原理与自干性醇酸相同。

复合改性也可提高聚氨酯乳液的性能,包括环氧树脂、有机硅和丙烯酸酯复合改性。许戈文等通过环氧改性水性聚氨酯,将环氧树脂较高的支化度引入到聚氨酯主链上,提高乳液涂膜的附着力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性。王武生等采用氨基丙基三乙氧基硅烷与多异氰酸酯反应合成端硅氧烷聚氨酯预聚体,然后分散于水中,依靠硅氧烷水解缩合扩链交联制备交联水分散聚氨酯。研究发现这种硅氧烷封端的聚氨酯水分散体形成的涂膜具有优良的耐水性,其涂膜的硬度、抗拉强度随硅含量的增加而上升,具有优良的力学性能。丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(PU A)可将聚氨酯的较高的拉伸强度和冲击强度、优异的柔性和耐磨损性能与丙烯酸树脂的良好附着力、较低的成本有机地结合,制备出高固含量、低成本的水性树脂,降低加工能耗。PUA乳液的制备方法较多,主要包括: 物理共混;合成带C= C双键的不饱和氨基甲酸酯单体和丙烯酸酯单体共聚;采用PU乳液作种子,进行种子乳液聚合;封端PU 乳液与含羟基的丙烯酸树脂乳液聚合;也有采用接枝互穿网络(IPN)进行改性。新型的PUA复合乳液主要集中在有关PU A的互穿聚合物胶乳、核/壳乳液、超浓乳液、封端型乳液等的合成与性能研究,而该领域具有核壳结构微乳液的结构与性能关系的研究尤受重视。双组分水性聚氨酯涂料

双组分水性聚氨酯涂料由含有活泼异氰酸基团的固化剂组分和含有可与异氰酸基团反应的活泼氢(羟基)的水性多元醇组分组成,分述如下。

2.1 水性多元醇体系

水性双组分聚氨酯涂料的多元醇体系必须具有分散功能,能将憎水的多异氰酸酯体系很好地分散在水中,使得分散体粒径足够小,保证涂膜具有良好的性能。水性双组分聚氨酯涂料的多元醇有分散体型多元醇(粒径小于0.08μm)和乳液型多元醇(粒径在0.08 μm～ 0.5μm之间)。乳液型多元醇的制备采用乳液聚合技术,具有工艺简单、成本低的优点;乳液型多元醇的分子量较高,对多异氰酸酯固化剂的分散能力较差;为了改善涂膜的外观,必须采用亲水改性的多异氰酸酯固化剂,或采用高剪切力混合设备。

分散体型多元醇的制备一般是在有机溶剂中合成含有亲水离子或非离子链段的树脂,通过相转移将树脂熔体或溶液分散在水中得到。其优点为聚合物的分子量及其分子量分布易于控制。但分散体多元醇粘度较大,其施工固体含量较高,引入的亲水单体会降低双组分涂膜的耐水性。根据化学结构分散体型多元醇可分为:聚酯分散体多元醇,丙烯酸分散体多元醇和聚氨酯分散体多元醇。丙烯酸分散体多元醇具有较低的分子量,较高的羟基官能度,配制的涂膜交联密度较高,具有良好的耐溶剂性、耐化学品性和较好的耐侯性,但涂膜的干燥速度较慢。聚酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有良好的流动性,涂膜光泽较高,适用于配制高光色漆。其缺点是聚酯分子链的酯键易水解,聚合物链易产生断裂。将丙烯酸聚合物接枝到聚酯分子链上制备聚酯-丙烯酸复合分散体多元醇,可以提高聚酯链的耐水解性,该多元醇配制的双组分涂料将聚酯的软链段和丙烯酸树脂的硬链段结合在一起,有利于涂膜的硬度和柔韧性保持良好平衡。聚氨酯分散体多元醇配制的双组分涂料具有优异的物理力学性能和耐化学性能,而且可通过调整氨基甲酸酯键的浓度来裁剪涂膜性能。因此,聚氨酯多元醇分散体是理想的双组分聚氨酯涂料的羟基组分。

2.2 多异氰酸酯体系选择

用于双组分水性聚氨酯涂料体系的固化剂有: 亲水改性多异氰酸酯固化剂、低粘度多异氰酸酯固化剂和较难与水反应的固化剂。脂肪族异氰酸酯的二聚体和三聚体是聚氨酯涂料常用的固化剂,环状的三聚体具有稳定的六元环结构及较高的官能度, 粘度较低,易于分散,具有较好的涂膜性能;缩二脲固化剂由于粘度较高,不易分散,较少直接应用于水性双组分聚氨酯涂料。为了提高多异氰酸酯固化剂在水中的分散能力,常采用亲水基团对其进行改性。适合的亲水组分有离子型、非离子型或二者的结合,这些亲水组分与多异氰酸酯具有良好的相容性,作为内乳化剂帮助固化剂分散在水相中,降低混合剪切能耗。其缺点在于亲水改性消耗了固化剂的部分N CO 基,降低了固化剂的官能度,增加了体系的亲水性。第三类固化剂为叔异氰酸酯固化剂 ,如偏四甲基苯基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物,其主要特点为固化剂的N CO基与水反应的速度非常慢,可制备无气泡涂膜,但其玻璃化温度高,需玻璃化温度较低和乳化能力较强的多元醇与其配制。

2.3 双组分水性聚氨酯涂料的成膜

水性双组分聚氨酯涂料的成膜初期为物理干燥成膜,随着水分的蒸发,分散体或乳液粒子凝聚, 聚合物链相互扩散和反应。影响因素有: 其一,水分的蒸发量, 蒸发量越大,物理成膜时间越长,水分的蒸发量由涂料的施工固含量决定;同时,环境温度和湿度影响水分的蒸发速率。其二,多元醇和固化剂的粘弹性影响粒子的凝聚过程,粘弹性由聚合物的玻璃化温度、极性、分子量和溶剂或增塑剂含量决定。最后,聚合物粒子之间的排斥力,起稳定乳液粒子的作用,乳液粒子相互接触,必须克服粒子之间的排斥力。化学干燥过程比较复杂,涉及到固化剂的NCO 基与多元醇的羟基、水和稳定聚合物粒子的羧基等反应,反应速率取决于施工环境的温度、湿度、反应体系中催化剂含量和基团的反应活性等。

水性双组分聚氨酯涂料体系的固化反应可分为主反应和副反应,以丙烯酸分散体多元醇和亲水改性的多异氰酸酯固化剂组成的双组分水性聚氨酯体系为例,体系含有胺中和剂和羟基功能化的共溶剂,主反应为多元醇与固化剂反应形成氨基甲酸酯聚合物,副反应包括固化剂可能与共溶剂或中和剂的羟基、胺基、多元醇的羧基及水反应,如Fig.1所示。固化剂与水的副反应生成胺和二氧化碳,胺立即与N CO基反应形成脲,随着水分的蒸发和涂膜的形成,二氧化碳会溶解在涂膜中或以气体形式释放。多元醇的羧基与N CO基的反应生成酰胺,但反应速度较小;胺中和剂脱离涂膜后,羧基可能和羟基反应,该反应极大消除涂料体系的亲水性,改善涂膜的耐水性。采用FT-IR光谱或13 C-NMR光谱可以检测各反应之间的竞争。为了补充副反应消耗的N CO基,常采用过量的多异氰酸酯固化剂以保证涂膜优异性能。

施工环境和固化条件决定主反应和副反应程度。室温下水分的蒸发相对较快, 30 min内水分在涂膜中的浓度下降到2% ～ 3% ,最终的平衡浓度为1%左右。相对于水分的蒸发速率,涂膜的N CO基的降低速率较慢,室温下30min,只有6% 的NCO基参与反应, 24 h后参与反应的N CO基增大到90% , 完全反应需要几天。环境温度对干燥过程有重要作用,室温固化过程约有60% 的NCO基与水反应形成脲, 而130℃干燥30 min与水反应的N CO基含量降45低到10%。随着固化温度升高,生成氨基甲酸酯的含量越多,副反应程度越低。

2.4 水性双组分聚氨酯体系的缺陷

通常选择合适的水性多元醇和固化剂配制双组分水性聚氨酯涂料,其涂膜的光泽、硬度、耐化学性能及耐久性可与溶剂型双组分相当。但目前许多水性双组分聚氨酯涂料具有不同的缺陷,有的还严重限制了双组分涂料的应用,Tab.1列出了双组分水性聚氨酯涂料的缺陷。水性涂料的主要缺陷在于厚膜中易形成气泡和微泡,这是喷涂过程中空气残留在涂膜中引起的。水性双组分聚氨酯涂料更有可能形成气泡,因为涂膜形成过程中产生二氧化碳以及随涂膜粘度的增大二氧化碳会滞留在涂膜中所致;二氧化碳的产生来源于NCO基与涂膜中水分的反应。Nabuurs研究发现,对于丙烯酸乳液多元醇,涂膜中二氧化碳气泡产生量主要取决于合成丙烯酸乳液的羧基单体类型、N CO /O H及涂膜中水分的含量。采用甲基丙烯酸或丙烯酸单体进行乳液聚合,总有部分羧基单体聚合形成羧酸聚合物溶解在水相中,与固化剂成膜时形成吸湿区,涂膜产生大量的二氧化碳气泡;而采用丙烯酸U羧乙酯为羧基单体时,羧基单体结合到聚合物链上,涂膜中不存在吸湿区,因此能形成无泡涂膜。当然,二氧化碳气泡的消除和无缺陷涂膜的形成机理,还有待于进一步研究。水性聚氨酯涂料的应用与展望

高性能与低VO C含量相结合的水性聚氨酯涂料具有广阔的应用前景。以脂肪族多异氰酸酯为交联剂的新型水性双组分聚氨酯涂料,涂膜干燥速度快,光泽高,外观好,具有良好的力学性能,耐化学品性能和耐侯性等, 其VO C含量相当于溶剂型双组分聚氨酯涂料的20% ,可取代溶剂型双组分聚氨酯涂料广泛应用于汽车面漆、汽车修补漆、木器涂料、皮革涂料。此外水性聚氨酯涂料还能应用于塑料涂料、工业涂料和腐蚀保护涂料,满足不同的性能要求。

随着对水性聚氨酯结构、性能、成膜过程的反应机理等进一步研究,结合新的水性多元醇聚合物的合成技术, 水性聚氨酯涂料将会变得方便施工,涂膜性能易于设计和优化,以满足特殊用途。水性聚氨酯涂料的研究方向为: 进一步完善和发展高性能无缺陷水性聚氨酯涂料体系;依靠聚氨酯分子的可裁剪特性,在聚氨酯链上引入特殊功能的分子结构如含氟、含硅聚合物链,赋予聚氨酯涂膜多功能性;进一步开拓水性聚氨酯涂料的应用领域,如水性双组分聚氨酯涂料可作为特殊柔软感涂料,其涂膜表面柔软无光,具有从橡胶到丝绒触感,应用于汽车内部塑料仪器表面的涂装。其涂膜具有耐溶剂性、耐化学品性、耐清洁剂擦洗性,涂膜不必很硬,必须具有良好的柔韧性,低温弹性,对塑料具有良好的附着力。涂膜的耐化学性和柔软感取决于合适的亲水改性多异氰酸酯固化剂与高分子量的聚氨酯分散体和低分子量的聚脂-聚氨酯复合多元醇的复配。

第二篇：水性涂料的应用及研究进展

九江学院化学与环境工程学院专科论文

JIU JIANG UNIVERSITY

毕 业 论 文

题 目 水性涂料的应用及研究进展

英文题目 Application and research progress of Waterborne Coatings

院 系 化学与环境工程学院 专 业 精细与化学品生产技术 姓 名 汪洋 年 级 B1311 指导教师 付小兰

二零 15 年 11 月

目录

九江学院化学与环境工程学院专科论文

摘要

低碳环保是现今社会都在追求潮流，水性涂料及其产品符合低碳环保的要求所以发展潜力巨大。与传统溶剂型涂料相比，水性涂料具有环保和性能优异等特点，成为涂料工业的发展主流。随着环保概念的普及，环保涂料已经成为家具市场新的选择，水性涂料将会得到越来越多消费者的认可，但是因其价格、装饰效果等诸多原因影响，水性涂料未能够成为市场上的主流产品，而其助剂是水性涂料不可缺少的组分，助剂的产品质量和发展水平也从一个侧面反映涂料产品质量和水平。本文分别从概念、发展历程、工艺流程、应用、发展趋势几方面对水性涂料进行了说明和总结,同时指出了水性涂料存在的问题，并对我国的水性涂料前景进行了展望。

关键词：低碳环保 ；水性涂料；溶剂涂料；树脂

九江学院化学与环境工程学院专科毕业论文（设计）水性涂料的简介

凡是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，都可称为水性涂料，又称水基涂料。水性涂料的组成为水性树脂、颜填料助剂、中和剂、水等。水性涂料与溶剂型涂料的组成大体相同，但水性涂料需用的助剂更多，配方更复杂。由于水作为分散剂或溶剂，水性涂料存在如下优点：（1）节约资源，消除了施工时的火灾危险性，降低了对环境的污染。（2）在温表面和潮湿环境中可直接涂覆施工。（3）电泳涂装使涂膜均匀、平整、展开性好，具有很好的防护性能。（4）涂装工具可用水清洗，能大大减少清洗溶剂的消耗[4]。

1.1 水性涂料的发展历程

涂料工业属于近代工业，但涂料本身却有着悠久的历史。中国是世界上使使用天然树脂作为成膜物质的涂料——大漆最早的国家。早期的画家使用的矿物颜，是水的悬浮液伙食用水或清蛋白来调配的，这就是最早的水性涂料。真正懂得使用溶剂，用溶剂来溶解固体的天然树脂，制得快干的涂料是19世纪中叶才开始的[5]。所以从一定意义上讲，溶剂型涂料的使用历史远没有水性涂料那么久远。最简单的水性涂料是石灰乳液，大约在一百年前就曾有人计划向其中加入乳化亚麻仁油进行改良，这恐怕就是最早的乳胶漆。从20世纪30年代中期开始，德国开始把聚乙烯醇作为保护胶的聚醋酸乙烯酯乳液作为涂料展色使用。

到了50年代，纯丙烯酸酯乳液在欧洲和美国就已经有限售，但是由于价格昂贵，其产量没有太大增加。进入60年代，在所有发展的乳状液中，最为突出的是醋酸乙烯酯-乙烯，醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯共聚物也有所发展，产量有所增加。70年代以来，由于环境保护法的制定和人们环境保护意识的加强、各国限制了有机溶剂及有害物质的排放，从而使油漆的使用受到种种限制。75%的制造油漆的原料来自石油化工，由于西方工业国家的经济危机和第三世界国家调整石油价格所致，在世界范围内，普遍要求解约能源和解约资源。基于上述原因，水性涂料，特别是乳胶漆，作为代油产品越来越引起人们的重视。水性涂料的制备技术进步很快，特别是乳液合成技

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度。但是近年来，随着我国经济的迅速发展，开放程度的进一步提高，与世界经济的接轨和资源日趋紧张，以及人们对环保和身体健康的重视，水性涂料在我国已面临良好的发展机遇。

1.2 水性涂料生产工艺流程

水性涂料的生产过程就是将各种组分的原材料按一定的顺序投入，分散均匀的过程，一般乳胶漆的生产工艺包括3个部分：

1.浆料的制备：首先将水、分散剂、消泡剂、防腐剂等液体物料投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下将着色颜料和体质颜料依次投入，并加速分散20~40分钟； 2.水性涂料配制：在调漆罐中投入乳液，再加入增稠剂、PH调节剂、防冻剂、成膜助剂、消泡剂等助剂，搅拌15分钟左右，至完全均匀后，检测出料[7]； 3.涂料过滤及产品包装：在乳胶漆的生产过程中，由于少部分颜（填）料尚未被分散，或因破乳化成颗粒，或有杂质存在于涂料中，因此此时的涂料需经过滤除去粗颗粒和杂质才能获得质量好的产品，可根据产品的要求不同，选用不同规格的筛网及不同容器包装，并做好计量，这样才能得到最终的产品。

水性涂料配制中的要点：

1.配方材料应尽可能选用分散性好的颜料和超细填充料，从而在稳定提高产品质量的前提下，取消研磨作业，简化生产工艺，提高生产效率；

2.在前期分散阶段，可预先投入适量HEC，不仅有助于分散，同时防止或减少浆料沾壁现象，改善分散效果；

3.在液体增稠剂加入之前，应尽量用3~5倍水调稀后，在充分搅拌下缓慢加入，从防局部增稠剂浓度过高使乳液结团或形成胶束，增稠剂可放在浆料分散后投入到浆料中充分搅拌以免出现上述问题；

4.消泡剂的加入方式一半加到浆料中去，另一半加到配漆过程中，这样能使消泡效果更好；调漆过程中，搅拌转速应控制在200~400r/min以防生产过程中引入大量气泡，影响涂料质量。

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交联型，都存在单组分与双组分两种体系。水性聚氨脂涂料除具备溶剂型聚氨脂涂料的优良性能外，还具有难燃、无毒无污染、易贮运、使用方便等优点．

目前，水性聚氨脂涂料的发展主要还受到原材料、固化剂、封闭剂、交联剂等的限制．因此，研制相应的原材料和助剂也是发展水性聚氨脂涂料的关键．

2.水性环氧树脂涂料工业[16]

水性环氧树脂涂料是由双组份组成：一组份为疏水性环氧树脂分散体（乳液）；另一组份为亲水性的胺类固化剂，其中的关键在于疏水性环氧树脂的乳化．美国一家公司生产一种KNT501水性环氧-聚酯涂料．该涂料施工方法简单，可在流水线上作业，特别适合于大槽浸涂．槽液无结皮现象、漆膜平整光滑、丰满度高、具耐盐雾性，可防护涂饰件的内腔腐蚀．水性环氧树脂涂料可广泛地用作高性能涂料、设备底漆、工业厂房地板漆、运输工具底漆、汽车维修底漆、工业维修面漆等。

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3.3水性金属防腐涂料[19]

目前，溶剂型金属防腐涂料仍占重要地位。基于环境保护的要求，水性金属防腐涂料发展非常迅速。金属防腐涂料重点在于解决提高面层涂料的耐火和超厚型涂装。防腐涂料对成膜物有较高的要求，包括化学稳定性，漆膜结构，柔韧的机械性能等。要求树脂对金属腐蚀的相对指数尽可能高。美国防腐涂料用树脂的比例最高是环氧树脂，环氧树脂是最重要的防腐涂料基料，防腐效果最理想。环氧树脂在防腐涂料中的用量约占40%。其它树脂占60%，包括聚氨醋、无机硅和乙烯树脂等。环氧树脂的主要缺点是低温不固化，不利于低温施工。聚氨醋树脂可以低温固化，性能比较全面，是很有发展前景的防腐涂料树脂基料。

3.4水性木器涂料[20]

木器漆从桐油开始，具有长久历史。后来发展了树脂漆。包括聚氨酷漆、硝基漆、酚醛漆和不饱和聚醋漆等。国外水性木器漆研究较早，品种较多。美国威特克公司研制成功一种高固体分水性聚氨醋分散体，用于木质地板，高耐磨，含固40%。德国专利报导一种用于木器的含季铵基团的水溶性聚丙烯酸漆，氨基树脂固化的丙烯酸树脂木器用水性涂料。欧洲专利报导了作清漆的聚氨酯改性丙烯酸水性分散体。广州市坚红化工厂和广州市涂料研究所开展了木器水性涂料的研制工作，研究了常温交联的，耐候的，防污染的，强附着力的，装饰性优良的各种性能配方。并推出单组分门窗漆，双组分交链型木器清漆和色漆以及地板漆等产品，其光泽，耐高温、耐水及干燥速度等各项指标均接近国外同类产品水平，在国内处于领先地位。

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参 考 文 献

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第三篇：聚氨酯研究进展

聚氨酯树脂的研究进展

摘要：本文综述了聚氨酯目前研究热点，其中包括氟硅改性、水性化、非异氰酸酯聚氨酯和聚氨酯纳米复合材料的研究，指出了聚氨酯未来研究方向。

关键词：聚氨酯；氟硅改性；水性；非异氰酸酯；纳米复合材料

Research progress of polyurethane

Abstract：This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites, demonstrating future research directions of polyurethane.Keyword: polyurethane;fluorine-modified;non-isocyanate;nano-composites

引言

聚氨酯树脂(PU)是一种重要的合成树脂，它具有优良的性能，如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能优良，且具有良好的吸振，抗辐射和耐透气性能，具有高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性，而且容易成型加工，并具有性能可控的优点；它的产品形态多样，如泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维素、合成革等；因此广泛应用于交通运输、建筑、机械、家具等诸多领域。

1.氟硅改性

氟硅改性聚氨酯是目前研究的热点之一，氟硅具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。常有两种: 一种方法是将含有羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善聚氨酯的性能；另一种方法是在环氧硅氧烷作为后交联剂引入到体系中，形成环氧交联改性聚氨酯体系。Cheng(Cheng, Zhang et al.2005)等人基于聚丙二醇（PPG），聚醚接枝聚硅氧烷（PE-PSI），2,4丁二醇（BDO）合成一个新颖的硅氧烷改性聚氨酯（PE-PSI）。Luo(Luo, Huang et al.2010)等人基于异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），以二端羟烷基聚[甲基-（3,3,3-三氟丙基）]硅氧烷（PMTFPS）为软段，聚己内酯（PCL）的混合软段的基础上，合成氟-硅氧烷改性聚氨酯系列。Linlin(Linlin, Xingyuan et al.2007)等以2,4-甲苯二异氰酸酯、二端羟丁基聚二甲基硅氧烷（DHPDMS）、聚四氢呋喃醚二醇、1,4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯（Si-PU）。硅烷改性聚氨酯的研究十分活跃，以聚氨酯为主链通过硅烷封端改性，是一个重要的发展方向。Mahdi(Mahdi, Syed Z.Rochester Hills et al.2001)通过硅烷偶联剂改性聚氨酯，提高了聚氨酯密封胶对玻璃的粘接性，而且不用底涂剂，甚至可胶接油漆面和有机物污染的表面。Sun, DX(Sun, Miao et al.2011)等用硅烷偶联剂（SiCA）改性功能化的纳米二氧化硅聚氨酯，提高其热稳定性、硬度、耐水性和耐候性。Xu(Xu, Lu et al.2011)等利用2-三氟甲基-4,4'-二氨基二苯醚合成了一系列含氟聚氨酯弹性体，性能测定结果表明含氟聚氨酯弹性体具有较低的表面张力，更好的疏水性、热稳定性、良好的机械性能和阻燃性能。

2.水性聚氨酯

20世纪60年代以来，溶剂型聚氨酯得到了广泛的使用，然而有机溶剂使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性，水性聚氨酯以水为基本介质，具有不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视(仝锋 2000;颜俊, 涂伟萍 et al.2001)。水性聚氨酯按照分散粒子是否带电可分为离子型和非离子型, 而离子型水性聚氨酯按照聚氨酯主链上的带电性质又可分为阴离子型、阳离子型和两性离子型。LU(Lu, Tighzert et al.2005)等利用蓖麻油改性的水性聚氨酯与热塑性淀粉共混，试验表明，两者具有较好的相容性，这种改性弥补了热塑性淀粉的耐水性、物理机械性能方面的不足，为高性能的可降解淀粉塑料的研究提供了理论支持。Tyre(Tyre 2008)等人对作为木地板涂料的水性聚氨酯-丙烯酸混合物与油性产品的硬度、耐磨性和耐化学性坐了详细比较。Zhang(Zhang W)等人以聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯、二羟甲基丙酸、三乙烷、羟乙基丙烯酸酯为原料，合成作为水性油墨连接料的水性聚氨酯乳液，制成的水性油墨不燃，无毒，无害，环境友好，既安全又节能。Yang.Z(Yang Z 2010)等人以水和非羟基溶剂作为混合溶剂，得到环硫氯丙烷单体和巯基改性聚氨酯混合水性乳液，该乳液可以用作高效、环保的工业废水汞离子吸附剂。Lagiewczyk(Lagiewczyk and Czech 2011)等基于羟基聚丁二烯（HTPB），聚丙二醇（PPG），二羟甲基丙酸（DMPA）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）制备水性聚氨酯的压敏粘合剂（PU-PSA），其具有低粘性，低附着力和良好的凝聚力。

3.非异氰酸酯聚氨酯

20世纪90年代开始, 发达国家重视非异氰酸聚氨酯（NIPU）的开发与应用，在欧美国家正逐步实现工业化，在涂料、弹性体、胶粘剂等行业的应用大有与常规异氰酸酯竞争之势(Rokicki 2000;Figovsky and Shapovalov 2002;Yu, Yuan et al.2009)。NIPU由环碳酸酯齐聚物与胺类齐聚物反应制得, Garipov RM(Garipov, Sysoev et al.2003)等研究了环碳酸酯与胺的反应动力学特征。Kim(Kim, Kim et al.2001)等利用二氧化碳在相转移催化剂（PTC）作用下与二缩水甘油醚和双酚S的反应产物（DGEBS）反应制备二元环碳酸酯。Tamami(Tamami, Sohn et al.2004)等[利用环氧大豆油（ESBO）在催化剂作用下于110 ℃与二氧化碳反应合成大豆油环碳酸酯（CSBO），进而与胺类化合物反应可合成NIPU。Oleg Figovsky(Oleg Figovsky 2007)等研究了星形环碳酸酯的制备和其在合成星形羟基NIPU齐聚物、星形NIPU、星形杂化NIPU中的应用，同时还研究了丙烯酸环氧化合物、丙烯酸环碳酸酯、丙烯酸羟基NIPU齐聚物、丙烯酸NIPU、丙烯酸杂化NIPU的制备方法。通过采用特殊的树枝状氨基硅烷低聚物（dendroaminosilane oligomer），可以将硅烷链段引入NIPU网络结构中，成为一种杂化非异氰酸酯聚氨酯（hybrid NIPU，HNIPU）(王北海 2007)。杂化非异氰酸酯聚氨酯（HNIPU）涂料具有更好的耐化学性和透气性，是无分子间氢键类似结构的传统聚

氨酯涂料的1.5-2.5倍(Figovsky, Shapovalov et al.2001)。Poul-Ernst Meier,Farum(DK)(Poul-Ernst Meier 2004)发明了以HNIPU为基的胶粘剂和密封胶，用于金属表面涂装材料。

4.聚氨酯纳米复合材料

聚氨酯/纳米复合材料是未来的研究方向之一，近年来国内外聚氨酯/纳米复合材料的制备方法，主要介绍了共混法、原位聚合法、插层聚合法、溶胶-凝胶法等几种常用的纳米材料改性聚氨酯的方法(Dong-mei, Shao-ling et al.2011)。Zheng(Zheng, Gao et al.)等通过分散蒙脱石和多元醇，加入氨基烷基聚硅氧烷中和，制备蒙脱土/有机硅嵌段聚氨酯纳米复合材料。Petrovic(Petrovic, Cho et al.2004)等用溶胶-凝胶法制备并表征了两系列软段质量分数为50%和70% 的嵌段SiO2 纳米复合材料，研究了不同含量球形纳米SiO2溶胶对软、硬段相分离的影响。Yang hong-yan(Hongyan, Daocheng et al.2006)等以聚四氢呋喃醚二醇-1000(PTMG)、甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺（MOCA）为原料，采用预聚法合成聚氨酯弹性体，并选用纳米CaCO3 对聚氨酯弹性体进一步增强，通过对纳米CaCO3进行表面改性及采用超声波促进纳米粒子在基体中更好地分散，并考察了纳米的CaCO3含量和合成温度对聚氨酯弹性体力学性能的影响。You(You, Park et al.2011)等制备泡沫聚氨酯（PUF）/多壁碳纳米管复合材料，并研究了其电学、热学和形态学特性，为制备高性能复合材料提供了理论依据。

展望

1.聚氨酯制备方法多为传统的制备方法，需进一步研究新的制备方法，进一步提高材料的综合性能；

2.针对特定缺陷利用多元复合改性聚氨酯涂料进行改良研究；

3.对于聚氨酯纳米复合材料的研究，期待新型纳米材料如纳米金刚石、纳米SiC等新型超硬纳米材料的应用研究；

4.聚氨酯复合材料还处于实验研究阶段，工业应用领域还有待于进一步开发。

参考文献：

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polyols, preparing compound emulsion, adding pure water, organic paint, auxiliary agent and grinding, ZHANG W(ZHAN-Individual): 4.Zheng, Q., C.Gao, et al.Preparing aqueous dispersion montmorillonite/organosilicon segmented polyurethane

nano composite material as coating agent by dispersing montmorillonite and polyol, adding amino alkyl polysiloxane and neutralizing, Univ Zhejiang(Uyzh): 10.仝锋(2000).”水性聚氨酯研究进展综述.“ 光谱实验室 17(1): 55.王北海(2007).”纳米结构化的非异氰酸酯聚氨酯.“ 聚氨酯 66: 74-81.颜俊, 涂伟萍, et al.(2001).”水性聚氨酯研究进展." 化工进展 20(7): 22.

第四篇：水性聚氨酯简介

http://www.xiexiebang.com 聚氨酯涂料在建筑领域有着广泛的应用和研究，随着各国对环保和节能的日益重视，其发展从最初的溶剂型到现在的水性化。与溶剂型聚氨酯涂料相比，水性聚氨酯(WPU)涂料具有无毒、不污染环境、节省能源和资源等优点，属于当今的绿色高分子材料。近年来，由于社会经济快速增长，建筑行业不断发展，建筑涂料日益受到人们的重视，已经成为涂料工业中增长最快的涂料品种;WPU涂料将聚氨酯树脂所固有的强附着力、耐磨蚀、耐溶剂性好等优点与水性涂料低的VOC含量相结合，在建筑市场发挥着举足轻重的作用。

1·水性聚氨酯涂料在建筑领域的应用

建筑涂料广泛应用于建筑物的装饰和保护，要求是能抵御外界环境对建筑物的破坏，能对建筑物的防霉、防火、防水、防污、保温、防腐蚀等起保护功能;更重要的是低毒或者无毒、不易燃，对人类来说有足够的安全性。WPU涂料所具备光泽性、柔韧性、耐候性、耐溶剂等优异性能以及无毒、环保的优点，使其在建筑领域大放异彩。

1.1地坪涂料

地坪涂料是一类应用于水泥基层的涂料，要求具备耐磨、防滑、耐腐蚀、耐沾污等性能。WPU涂料所具备的柔韧可调整和环保等优势，在地坪领域所占的份额越来越大。对于单组分WPU，需要通过交联改性来获得优异的力学性能、耐水性、耐溶剂性以及耐老化性，从而满足地坪涂料的要求。而双组分WPU自身所具有的易清洗、耐磨性、耐刮擦性、耐化学品等优异的性能，在地坪领域应用十分广泛。陈凯研究一种双组分WPU地坪涂料，是由硅丙水分散体的OH基团和多异氰酸酯NCO基团两组分配制而成。结果发现，有机硅氧烷单体加入量、羟基含量、酸值、固化剂的选择等对涂膜性能均有显著的影响。当硅氧烷单体质量分数为5%～10%、羟基量为2.8%～3.0%、酸值在25～36mgKOH/g、玻璃化转变温度为40～58℃条件下合成高性能含羟基硅丙树脂，将其与固化剂配制的地坪涂料涂膜性能最佳;其涂膜坚硬、耐久，具有很好的耐水性、耐蚀性、耐划伤性和耐擦洗性。沈剑平等研究发现，只要选材得当，双组分WPU涂料可以实现非常优异的综合性能。用基于多元醇分散体BayhydrolAXP2695和多异氰酸酯BayhydurXP2487/1研发的白漆，以60kg的压力将40mm×40mm的冬季防滑胎压放在涂料样板上，常温压放1d后，在50℃下压放3d，发现其漆膜表面仅留下轻微的印痕，并且可以用乙醇轻易地擦拭干净。最新的研究表明，某些高交联密度的双组分WPU地坪涂料具有优异的抗热胎痕的性能。

1.2建筑防水涂料

目前在建筑防水领域，溶剂型聚氨酯涂料应用比较广泛；但随着环保的力度的加大，涂料势必要向无溶剂、水性化方向发展。WPU由于引入亲水集团，涂料的耐水性不佳，无法满足建筑防水涂料的需求，所以可以通过改性来提高和改善相应性能。罗春晖等采用氮丙啶对阴离子WPU分散体(PUD)进行交联改性，结果表明，室温下氮丙啶可与PUD链上的羧基反应，其加入可以显著改善涂膜的耐水性、耐溶剂性及耐沾污性。沈一丁等以异佛尔酮二异氰酸酯、聚醚二元醇(PTMG)以及二羟甲基丙酸为主要原料合成聚氨酯预聚体，并引入含酮羰基的双羟基化合物(DDP)与预聚体进行交联，再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性，合成了稳定高交联度脂肪族WPU，研究结果表明，KH550能显著改善水性聚氨酯的力学性能及耐介质性。当KH550质量分数由0增加至10%时，乳胶膜的拉伸强度由20MPa增加至27MPa，吸水率由43.2%降低至21.3%，吸丙酮率亦由47.5%降低至26.2%。TG分析表明，随着KH550含量的增大，聚氨酯涂膜的热稳定性明显提高。郭松等采用蓖麻油为内交联剂合成防水性能较好的WPU成膜剂，以表面能、吸水率、接触角等指标分别考察蓖麻油的不同用量对WPU防水性的影响。结果表明，当蓖麻油最佳质量分数为4%时，其表面能仅为26.3mN/m，水接触角可达106.8°，吸水率为8.7%，其拉伸强度达22.77MPa，断裂伸长率达到了489.83%，开始分解温度提高到173℃，制得的WPU膜有良好的防水性能和一定的力学性能。以上品种均可以用于建筑防水。

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1.3隔热涂料

经济的快速发展加速了建筑能耗，给社会造成了极大的能源负担和严重的环境污染，门窗(尤其是玻璃)是建筑能量最易损失环节;为了节约能源，透明隔热涂料应运而生。将涂料涂在玻璃的表面，能够形成一层透明且隔热涂膜，使玻璃在满足采光需求的同时又具备较好的隔热效果。因此对该涂料的要求是具有较高的可见光透过率和良好的隔热效果。有学者研究发现，在WPU树脂中加入纳米功能性的填料，可以制得透明性和隔热性均较好的建筑节能涂料。廖阳飞等以PUA树脂为基料，用纳米氧化铟锡(ITO)浆料为颜填料制备水性透明隔热的玻璃涂料，并制得隔热夹层玻璃。该玻璃耐辐照、耐热和耐冲击等性能好，且具有良好的隔热效果和可见光透射比，当颜基质量比为1∶4时，纳米ITO透明隔热涂料在可见光区域(380～780nm)，透射比在75%左右，遮阳系数可达0.57，隔热15℃以上。

张永进等将纳米氧化锡锑(ATO)作为颜填料应用于涂料，以WPU为成膜剂制备了ATO隔热透明涂料，并对涂层进行光学性能表征，结果表明，当颜料体积浓度(PVC)为0.081时所制得的纳米ATO透明隔热涂料所得涂层(30μm)，其可见光透射比可达86.2%，近红外区(800～2500nm)的屏蔽率可达61.3%，具有良好的隔热效果和可见光区足够的透明度。孟庆林等将纳米ATO与WPU通过一定的工艺制备出纳米隔热涂料，在常温下将之涂覆在玻璃表面制成低辐射玻璃。光学性能分析表明，其具有较好的隔热效果，6mm厚白玻璃涂覆后遮阳系数SC小于0.67，且可见光透过率较高，大于63%，并且玻璃表面光滑平整可视性好，具有良好的市场前景。

2·水性聚氨酯涂料在建筑领域的研究进展

建筑涂料目前发展方向是环保和高性能，对WPU进行改性和功能化已经成为当今重要的研究内容。

WPU的改性方法主要有共混改性、交联改性、复合改性、纳米粒子改性。共混改性可以提高WPU的耐水性、力学性能等，但树脂之间的相容性不佳，综合性能不理想;交联改性是将线性聚氨酯通过化学键的形式交联成网状结构的聚氨酯，其在很大程度上提高了WPU耐溶剂性和力学性能，但是树脂种类单一，无法发挥多种树脂共混的优越性;复合改性是利用一定的方法(共聚和接枝)将不同类型的树脂(如丙烯酸酯、有机硅、环氧树脂)复合到WPU主链上，克服各自的缺陷，在性能上达到很大的互补性，使涂膜的性能得到明显的改善，从而配制出性能优异的水性涂料;纳米粒子改性可以使WPU获得优异的性能，也是当今研究的热点，但如何使纳米粒子在聚合物基体中分散均匀而不发生团聚，怎样通过无机纳米粒子的含量、界面的作用和分散状态来优化从而得到性能更好的纳米复合材料，也是值得相关人员深入研究的。本节着重介绍了复合改性和纳米改性。

2.1复合改性

对于单一WPU，存在耐水性差、固含量低等缺陷，其在建筑领域的应用受到很大的限制。通过复合改性，可以发挥各种改性剂的优点提高WPU的各项性能。常用的改性剂有丙烯酸和环氧树脂类单体。郑绍军等利用丙烯酸类单体来改性WPU，合成了稳定的核壳型水性PUA复合乳液，使得涂膜具有良好的耐水性。李璐等采用物理共混法制备了丙烯酸乳液改性WPU涂料，研究了WPU和聚丙烯酸酯乳液种类及配比对涂膜性能的影响。性能测试表明，共混改性的涂膜性能比WPU乳液涂膜性能有明显的提高。姜守霞等研究了环氧树脂在WPU乳液中含量对性能的影响，研究发现加入环氧树脂后，产品的耐水性有明显的提高，且随着环氧树脂含量的增加，硬度也增加，粘度呈上升趋势。

以上研究表明，用丙烯酸酯类和环氧树脂类单体对WPU进行改性的复合乳液涂料，其性能适合现今建筑业对其的优质要求。

有机硅改性是最近几年发展的新兴改性方法;主要是侧基或者端基带有活性集团的聚硅氧烷，对WPU改性主要以共聚为主。安徽大学采用硅烷偶联剂KH-602改性WPU，研

http://www.xiexiebang.com 究显示硅烷偶联剂应在预聚体中和后加水乳化时加入，否则易发生凝胶，当KH-602质量分数为5.2%时，乳液稳定性和胶膜的综合性能较佳。康圆等以甲苯二异氰酸酯、聚醚二元醇(N-220)、l，4-丁二醇、二羟甲基丙酸和硅烷偶联剂(KH-550)等为主要原料，采用丙酮法合成了有机硅改性WPU乳液。结果表明，KH-550和DMPA的加料方式和用量对WPU乳液稳定性影响较大；当KH-550质量分数为5%、DMPA质量分数为3%～5%时，WPU乳液及其胶膜的综合性能较好。

魏丹等合成了一种新型的具有高交联密度和优异涂膜性能的环氧树脂和丙烯酸酯同时改性的紫外光(UV)固化WPU，通过引入质量分数为4%的环氧基团与以异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体之间的反应，同时通过聚氨酯链的异氰酸酯基与二元丙烯酸酯以及季戊四醇三丙烯酸酯的羟基反应引入碳碳双键，通过引发聚合，可以获得交联度非常高的涂膜，测试表明，涂膜具有优异的耐水性、耐溶剂性、力学性能和化学性能。周亭亭等将磺酸型聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和三羟甲基丙烷(TMP)在无有机溶剂参与的情况下进行预缩聚，以硅烷偶联剂KH-550作为改性剂，加入双官能团单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)，得到含乙烯基和有机硅封端的聚氨酯作为种子乳液，然后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)混合单体共聚，合成了有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。热重分析表明，经有机硅和丙烯酸酯改性后，胶膜的最大热失重温度提高了20℃，X-射线衍射分析表明，胶膜的结晶度降低，有利于提高膜的韧性。力学性能测试及吸水率测试结果表明，当有机硅质量分数为19%时，胶膜的拉伸强度最高达25.03MPa，断裂伸长率为328%，此时膜的吸水率最低。

以上结果表明，对WPU进行复合改性可以改善性能缺陷，达到性能互补;目前用丙烯酸酯和环氧树脂改性的研究和应用已经相当成熟;有机硅和多元复合改性也已经成为人们的研究热点，对WPU的优化可以达到新型建筑涂料的要求。

2.2纳米改性

纳米技术是当今许多学科的研究热点，其特殊的体积、界面以及表面缺陷等效应，可以赋予其独特的光学、电学、磁学、催化以及化学等特性。采用纳米粒子对WPU进行改性，可以大幅度提高物理机械性能，隔热保温、抗菌防霉以及防火性能等，目前常用于改性的纳米粒子有纳米SiO2、纳米TiO2、纳米ZnO、纳米ATO、纳米CaCO3等，主要的处理方法有原位聚合法、插层法、直接混合法和溶胶凝胶法等;但是纳米粒子改性最大的缺点是易团聚，需要对其进行表面改性，避免用直接共混法。GaoXY等用油酸对纳米CaCO3进行改性，采用原位聚合法制备一系列WPU/纳米CaCO3复合材料，扫描电镜(SEM)观察材料断面发现改性后的纳米CaCO3在WPU中的分散良好;FT-IR检测发现纳米CaCO3质量分数为2%时，WPU化学结构变化最小;由TGA测量发现WPU的热稳定性大大提高，同时其机械性能、拉伸强度比纯WPU高得多。SooKL等采用紫外光固化制备WPU/SiO2复合材料，其中无机纳米粒子SiO2的加入，改善了WPU的机械性能和热性能，降低了材料的制作成本;研究发现这种材料具有较好的形状记忆能力。金祝年等采用内乳化法在聚氨酯主链上引入亲水基形成自乳化WPU分散体，选用多元胺作为扩链剂，选择添加l%以下的阴离子羟基硅油微乳液，以SiO2为载体基的纳米银化合物作为水性木器漆的抗菌粉，制成纳米水性环保健康涂料，使之具有较强的吸附甲醛和抗菌的作用。张冠琦等以WPU树脂为成膜物，以自制的纳米ATO分散体为功能性填料，经一定的工艺制得透明隔热涂料，将其涂覆在玻璃表面后，能形成一层透明隔热涂膜，在满足采光的需求的同时，又表现出较好的隔热效果，在建筑玻璃和汽车玻璃隔热节能领域具有较好的应用前景。罗振扬等分别将纳米氧化铝和纳米氧化铟锡加入到WPU树脂中，研究发现纳米氧化铝粒子在水性树脂具有较好的分散性，树脂固化时纳米氧化铝以层状堆叠的方式相容在聚氨酯树脂中，且能大幅度提高WPU

http://www.xiexiebang.com 乳液涂膜的耐磨性;纳米氧化铟锡改性WPU涂膜具有较高的可见透过率和较好的红外阻隔性。

纳米粒子改性WPU的技术也日益成熟，聚合物基纳米复合材料必将取代单一的聚合物，为了发挥纳米粒子最大的性能，确保纳米粒子的分散均匀性，达到与聚合物分子相容性十分重要;细乳液聚合法作为一种比较新型的方法，将会取代传统的乳液聚合。

3·总结

随着人们环保意识的增强，传统的有机挥发化合物含量高的溶剂型建筑涂料已经受到了前所未有的挑战。WPU涂料具有良好的低温成膜性，耐高温回粘性，优异的物理机械性能(如柔韧性、耐磨性)，低的VOC排放量，施涂后漆膜丰满，因此具有广阔的发展应用前景，也是目前建筑涂料领域研发的一个重点和热点。但是WPU涂料也存在着性能方面的缺陷，可以通过不同的改性的方法来改善它的缺陷和提高它的性能，从而满足人类的更高的需求。目前用丙烯酸酯、环氧树脂等复合改性研究得相当成熟，另外纳米粒子改性WPU涂料也已经成为研究的热点。总之，高性能和环保安全性将是今后建筑涂料的发展方向，而WPU涂料必将在建筑领域大放异彩。

第五篇：水性涂料方案

昆明首超科技开发有限公司

年产1.5万吨级绿色环保水性涂料生产线项目

计划书

二0一七年十二月

一、关于昆明首超科技开发有限公司

昆明首超科技有限公司是一个集研发、销售、施工、贸易为一体的专业防火、水性防腐涂装公司。拥有国内最先进的科研技术。设有防腐、重防腐涂料、防火涂料、水性涂料、导静电涂料等研究室，公司将大部分资源用于技术研究开发，不断地提高产品质量。

研发水性漆、防火、重防腐涂料等新能源材料作为公司的优势项目，在桥梁、船舶、港口设备、电厂、水泥厂、石油、化工、建材、机械制造、市政、钢结构等行业赢得了良好的口碑。公司产品已在全国十多个省、市、自治区的防腐工程中广泛应用；为客户提供从前期技术咨询、防护设计、到施工现场技术指导、维护维修等专业化的全程跟踪服务。

昆明首超科技有限公司将坚守质量第一、贴心服务。并以丰富的想象、饱满的激情来缔造我们的水性、防火防腐事业梦。

二、认识水性涂料

水性涂料是近年来迅速发展的一类涂料，除具有一般聚氨酯涂料所具有的高强度、耐磨等优异性能外，对环境无污染、中毒和着火的危险性小。水性聚氨酯涂料的柔韧性、机械强度、耐磨性、耐化学药品及耐久性等都十分优异，欧洲、美国、日本均将其视为高性能的现代涂料品种大力研发。

由于水性涂料优点十分突出，因此近10年来在一般工 1

业涂料领域应用日益扩大，已经替代了不少惯用的溶剂型涂料。着各国对挥发性有机物及有毒物质限制越来越严格，以及树脂和配方的优化和适用助剂的开发，预计水性涂料在用于金属防锈涂料、装饰性涂料、建筑涂料等方面替代溶剂型涂料将取得突破性进展。在水性涂料中，乳胶涂料占绝对优势，如美国乳胶涂料占建筑涂料的90%。乳胶涂料的研究成果约占全部涂料研究成果的20%。

目前，世界涂料产业呈现以下趋势：一是向水性化发展。由于水性涂料可以减少挥发性有机化合物（VOC），具有低污染、工艺清洁的优点，属于环保型涂料，这是溶剂型涂料所不具有的，因此世界各工业发达国家都很重视水性涂料的开发。同时由于水性涂料用原材料及制造工艺学的发展和进步，一些很难解决的问题如：水性涂料中的黏度变化问题、厚涂的烘烤型水性涂料的“爆泡”问题有所突破，进一步加快了水性涂料的发展速度。二是向功能化发展。目前除在防火、防毒、防虫、杀虫、隔热保温等现有质量水平较低的功能涂料上加大力度、进行科研攻关外，世界各国涂料企业还加紧研究和解决建筑装饰中的难、新问题，其中的复合化技术将是提高和满足各类功能的有效途径。三是向高性能、高档次发展。各国普遍认识到，作为涂料的一种理想性能，不仅要保护和美化基材，而且给予基材本身无法具有的特殊功能，使用一些新的基料就可以使涂料获得非常惊人的高性能 2

化、高增值化、高级化的效果。

三、年产1.5万吨级绿色环保水性涂料生产线项目

（一）建设内容

1、产品方案：年产水性涂料15000吨，其中，水性木器漆2000吨、水性钢结构漆3000吨、水性墙面涂料10000吨。

2、建设规模：占地面积70亩，新建年产1.5万吨级绿色环保水性涂料生产线，项目建设总投资15025.85亿元，形成年产1.5万吨绿色环保水性涂料的生产能力，实现产值1.57亿万。并力争将上海的水性涂料研发基地迁入越州工业园区。

（二）项目投资

（1）项目工程建设投资13499.54万元人民币。（2）流动资金1526.31万元(其中铺底流动资金457.89万元人民币)。

（3）项目总投资预算额为15025.85万元人民币。

（三）项目效益

年产1.5万吨级绿色环保水性涂料生产线项目税后平均投资利润率为20.95%，税后平均投资利税率为27.79%，项目全部投资所得税后财务内部总收益率18.26%，财务净现值35411.08万元，资本金净利润率16.91%，全部投资回收期为6.43年，项目盈亏平衡点为31.06%，说明该项目具有较 3

强的抗风险能力。财务盈利能力指标表明项目具有较强的盈利能力，项目的实施可取得较好的经济效益。

该项目的生产对促进曲靖市水性涂料行业发展及扩大当地就业机会起着积极的推动作用，项目建成后可为当地带来较高的利税收入，为地方经济发展做出贡献，有着重大的社会效益。该项目符合国家产业政策和行业发展要求，产品市场广阔而且经济效益和社会效益显著，抗风险能力强。

（四）项目进度安排

1、项目建设期：分两期建设，两期共24个月。

2、达产期：投产后第一年达产率50%，投产后第二年达产率70%，投产后第三年达产率90%，投产后第四年达产率100%。

（五）项目管理

昆明首超科技有限公司全体员工将全力以赴投入项目建设，成立项目筹建小组，全面负责项目前期准备、工程勘察设计和工程施工的委托手续及签订相应的合同和协议，建设资金到位安排。并制定项目实施方案和管理细则，周密策划，精心组织，高质量实施项目。

四、需帮助解决的问题

1、将项目列入2018麒麟区重点招商引资项目，享受相关优惠政策；

2、请麒麟区政府组织相关部门成立年产1.5万吨级绿 4

色环保水性涂料生产线项目领导小组，全力帮助推进项目实施；

3、在土地征用过程中请帮助选地、给予优惠地价和办理相关征地手续，并做好被征土地群众相关工作；

4、请帮助在全区推广使用项目生产的绿色环保水性涂料。