探索木器家具生产线用水性聚氨酯涂料的应用研究

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1、上海交通大学硕士学位论文木器家具生产线用水性聚氨酯涂料的应用研究姓名：吴海生申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：黄卫20100601上海交通大学工程硕士学位论文木器家具生产线用水性聚氨酯涂料的应用研究摘要随着人们环保意识的增强，尤其是世界各国环保法对涂料体系中有机挥发物含量的严格限制，以水性涂料为代表的低污染型涂料得到了巨大发展，水性聚氨酯涂料就是其中发展最快的涂料品种之一。由于溶剂型聚氨酯涂料中存在有机溶剂和重金属离子，极易对环境造成污染并危害使用者的健康，而水性聚氨酯涂料由于使用水作稀释剂，不仅避免了有机溶剂对环境的污染和施工人

2、员健康的危害，且具备阻燃的特性，这使得水性聚氨酯涂料已发展成为家庭装修中的新宠。由于在温度湿度确定的条件下水的挥发速率是恒定的，使得水性聚氨酯涂料的干燥不能像溶剂型涂料一样通过调节溶剂挥发速度来调整干速。因此其固化时间比同类溶剂型涂料更长，导致生产效率低下，制约了其在自动生产线上的使用，可见水性聚氨酯涂料的干燥是限制该行业发展的难题之一。另一方面，双组分水性聚氨酯涂料由于存在异氰酸酯和水的副反应产生的二氧化碳，易在漆膜中形成气泡，使得双组分水性聚氨酯体系的消泡也成为其工业应用中不可避免的另一难题。针对上述难题，本文拟通过实验研究水性聚氨酯

3、干燥反应过程，找到合适的干燥方式，提高生产效率，以实现水性聚氨酯涂料在木器家具生产线上应用。通过对水性聚氨酯涂料干燥过程的研究发现，水性单组分聚氨酯涂料可通过调节成膜助剂、选用快干树脂或采用加速干燥设备来第5页上海交通大学工程硕士学位论文提高干燥效率；而双组分水性聚氨酯涂料可选用快干树脂和固化剂，或采用烘道加上微波干燥来提高干燥效率。而对于漆膜中产生气泡的问题，则可以通过复配消泡剂和调整固化剂的稀释溶剂来解决。研究结果表明加速干燥后涂料漆膜的性能相当于或略高于自然干燥的漆膜性能，且可与溶剂型涂料媲美，而干燥设备所需增加的投入完全可以被健康

4、、环保的理念所带来的额外利润所抵消，是完全可行的。关键词：水性聚氨酯涂料，木器家具，在线应用，干燥，消泡第6页上海交通大学工程硕士学位论文APPLICATIONSTUDYOFWATERBORNEPOLYURETHANECOATINGSFORWOODFURNITUREONLINEAbstractWiththerisingofpeople’senvironmentalprotectionconsciousness,especiallythesevererestrictionofVOCcontentincoatingsinenvironment

5、alprotectionlawsallovertheworld,thewaterbornecoatingsastypicallowpollutionpaintsaredevelopedgreatly.Thewaterbornepolyurethanecoatingisoneofthem,whichwasdevelopedfast.Forsolventbornepolyurethanecoatings,theyareeasytopollutetheenvironmentandharmthehealthofusersduetotheexist

6、ingoforganicsolventandheavymetallicions.Onthecontrary,thewaterbornepolyurethanecoatingsavoidtheseproblemsduetothewaterassolvent.Furthermore,theystillhaveflameretardingpropertyandarebecominganewfavoritesoninhome-decorating.Generallytheevaporationspeedofwaterisconstantatthe

7、statedtemperatureandhumidity,andlowerthanthatofcorrespondingorganicsolvents.Sothedryingtimeofwaterbornepolyurethanecoatingsislongerthanthatofsolventbornesystems.Thisreducedtheproductivityofpaintingandrestrictedtheapplicationoftheminwoodfurnitureonline.Itisobviousthatthedr

8、yingofwaterbornepolyurethanecoatingsisoneofkeyproblems.Ontheotherhand,defoamerisanotherkeyproble