聚氨酯涂料综述.doc

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1、聚氨酯涂料综述摘要本文是一篇综述性的论文。全论文围绕聚氨酯涂料这一类涂料进行了详细的阐述和介绍。具体的思路是，先介绍这一类涂料的发展概况，然后具体到说明其组成、分类以及合成原料和制备，当然，这些都是比较广义的说明，没有具体到每一个实例之中。制备方法介绍过后,就涉及到聚氨酯涂料的各类应用了，不同的涂料对应于不同场合的需求，因而加以分点阐述。最后，笔者大致介绍了一下我国聚氨酯涂料的发展现状。关键词：聚氨酯涂料异氧酸酯多元醇一、引言聚氨酯涂料（简称为PU涂料），涂膜外观优美，具有良好的装饰性,且因其良好的柔韧性、耐冲击性、耐腐蚀性、耐化学品性及优异的耐低温性和耐磨性、硬度大、高弹性等特点，

2、已广泛地应用于车船、航空、电子、建筑、桥梁、机床、木器及室内装潢等领域的装饰和保护中，同时也大量用于石化设备、管道、海洋设施、重型机械等工业的防腐蚀保护和装饰。二、发展概况聚氨酯涂料是在20世纪后半叶才发展起来的一种新型材料。自从1937年徳国Bayer教授首次合成聚氨酯以来，聚氨酯以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点逐渐被人们所认识，其弹性体、泡沫塑料、涂料及粘接剂等均已获得广泛应用。另外，聚氨酯的主要原料异氤酸酯很活泼，不仅能与梵基树脂结合，还能与底材中的瓮基结合，形成牢固的化学键和氢键，增强了与底材的粘附力，这使它集涂料的优点于一身，具有极好的通用性和优异的

3、使用效果，聚氨酯涂料是增长速度最快的涂料品种之一，它在涂料中所占比例和增长速度象征着一个国家的涂料工业水平，受到世界各国的高度重视和广泛研究。三、组成、分类及原料3.1组成聚氨酯（PU）是一种性能优异的高分子材料，以低聚多元醇为软段，异氧酸酯和扩链剂为硬段的嵌段化合物，其化学结构中含有氨基甲酸酯、瞇键、服键和服基甲酸酯等多种极性键，赋予了它优良的粘结性和成膜性能。1聚氨酯涂料是在涂膜中含有相当数量的聚氨酯甲酸酯的涂料。其中除了含有氨酯键之外，还含有腺键、醍键、酯键、腺基甲酸酯键等等。3.2分类按照产品的包装形式可以分为两大类：单组分固化聚氨酯涂料和双组分聚氨酯涂料。单组分混固化聚氨酯

4、是含异氤酸酯的预聚物，涂布以后，涂膜与空气中的湿气起反应而交联固化。这种涂料的优点主耍是使用方便,可以避免配制中的麻烦，缺点是色漆制造比较麻烦，工艺要求严格，成品储存期限也比较短。双组分聚氨酯涂料包括多耗基组分与多异氧酸酯组分。在使用前两组分混合，由多瓮基组分屮的瓮基和多异氧酸酯屮的异氧酸根反应而交联成膜。这种涂层具冇良好的耐热，耐油和耐水性，但是耐碱性比较差。3.3合成聚氨酯涂料的原料合成聚氨酯的主耍原料有异氤酸酯（MDI、TDI、HDI、TPDI等），聚讎多元醇或聚酯多元醇及熔助剂等等。3.3.1多元醇系列聚氨酯是分子中含有（一NHCOO—）基团的一类化合物，它是由多元醇中的疑基

5、与异氤酸酯基中的酯基合成反应而成的。疑基中的活泼氢原子与异氧酸酯基中的一NCO键反应成氨基甲酸酯。多元醇的官能度、相对分子质量以及分子结构都对PU制品的性能有直接影响。通常官能度高、相对分子量低，制得的制品硬度高、物理机械性能好，耐低温性能也佳。反Z,官能度低、相对分子量高，制得的制品弹性和断裂伸长率较佳。在聚氨酯的制备中常用的多元醇聚合物冇聚酯多元醇，聚醯多元醇。有时也用山梨醇、蔗糖、聚丁二烯二元醇及其加氢化合物、聚已内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和有机硅多元醇等。相对分子质量为2500-8000,官能度为2-8o聚讎多元醇是以二元醇三元醇为起始剂，由氧化烯炷（如环氧丙烷、环氧乙烷等）

6、在氢氧化钾等碱性催化剂存在下，开环聚合而成的。产品的酸值应该在2mgKOH/gZ下，最好是lmgKOH/g以下。由聚酯多元醇制得的PU制品机械性能高，耐油耐热，但是其耐水解性、耐低温性、耐氧化性以及耐酸碱稳定性与聚讎多元醇相比稍逊一筹。它主要用于制备胶粘剂,弹性体和涂料等。3.3.2异氤酸酯系列纵观整个聚氨酯涂料，可以说儿乎都和异氧酸酯的反应活性有着密切的关系。多异氤酸酯系聚氨酯的关键原料，常用的多异氤酸酯是TDI和MDL它们的工业化程度高，易得,价格适屮，制备PU时，操作简便。同时由于聚氨酯涂料的种类很多，针对不同的聚氨酯涂2料，也有与之适应的多异氧酸酯种类。比如，对于双组分的WP

7、U涂料的固化剂就包括未改性的多异氤酸酯和改性的多异氧酸酯两种。大多数未改性的多异氤酸酯很难与疑基组分混合均匀，必须使用粘度和反应活性低的多异氤酸酯。改性的多异氧酸酯就是把多异氧酸酯水性化，包括外乳化法和内乳化法。在聚氨酯涂料的生产中，以双组分醇酸聚氨酯涂料为主,脂肪族异氤酸酯在涂料中使用的冇六亚甲基二异氤酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氧酸酯（IPDI）、二环己基甲烷二异氧酸酯使用最多。最重要的是HDL二苯甲烷二异氤酸酯（MDI）在涂料中也冇相当的比重。但因为