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聚氨酯是分子結(jié)構(gòu)中具有氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)的一類(lèi)大分子化合物的總稱(chēng),通常由二異氰酸酯和多元醇經(jīng)聚加成反應(yīng)制成。鑒于異氰酸酯和多元醇種類(lèi)的多樣性,得到的聚氨酯可以是從軟到硬,從脆到韌,從高彈性到有一定剛性的各種形態(tài)的產(chǎn)品。聚氨酯涂料同樣具有很廣的性能調(diào)節(jié)范圍。根據(jù)制備聚氨酯所用的異氰酸酯類(lèi)型,聚氨酯乳液和相應(yīng)的漆可分為脂肪族型和芳香族型兩大類(lèi)。脂肪族的漆膜有優(yōu)異的耐候性和抗黃變性,可用作戶(hù)外裝飾涂料;芳香族水性聚氨酯多用來(lái)做室內(nèi)裝飾漆。所用的多元醇有聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚烯烴多元醇等,從而產(chǎn)生了聚醚聚氨酯水性涂料、聚酯聚氨酯水性涂料等稱(chēng)謂。
合成水性聚氨酯的過(guò)程中必須引入親水基團(tuán)或親水鏈段。最常見(jiàn)的親水基團(tuán)是陰離子的羧酸基和磺酸基;大分子主鏈和側(cè)鏈上也可以有季銨離子那樣的陽(yáng)離子基團(tuán);或者引入非離子的聚氧乙烯長(zhǎng)鏈段和親水基團(tuán)羥甲基,相應(yīng)的水性聚氨酯被稱(chēng)為陰離子、陽(yáng)離子和非離子型的。按聚合得到的粒子大小有聚氨酯乳液和聚氨酯分散體(PUD)兩類(lèi),后者通常有納米級(jí)的粒徑,外觀半透明甚至完全透明,是目前最好的水性木器漆基料之一,有人將其特別稱(chēng)為納米乳液,以區(qū)別于外觀呈白色的普通乳液。
水性聚氨酯成膜后具有優(yōu)異的柔韌性,常常與相對(duì)剛性的丙烯酸乳液摻混制漆,得到的水性木器漆兼具二者的優(yōu)點(diǎn),特別表現(xiàn)在可在較低的溫度下成膜,又有較好的漆膜硬度。更好的方法是在制備聚氨酯分散體的過(guò)程中引入丙烯酸單體,制成聚丙烯酸酯為核、聚氨酯為殼的核殼結(jié)構(gòu)粒子。這種聚氨酯一丙烯酸分散體(PUA)被認(rèn)為是第四代聚氨酯分散體,特稱(chēng)為雜合物(Hybrid),其性能比丙烯酸乳液和聚氨酯分散體的摻混物更好,主要表現(xiàn)在配漆更穩(wěn)定,低溫成膜性更優(yōu),不返黏,硬度高,柔韌性好,附著力好等,得到了廣泛應(yīng)用。