木器涂料用水性聚氨酯樹(shù)脂的選擇

　　聚氨酯分散體(PUDs)的類(lèi)型

　　聚氨酯分散體具有的主要成分或構建基團：聚醚、聚酯和聚碳酸酯。有時(shí)，用兩種類(lèi)型的主要成分一起制備聚氨酯分散體。它可能包含每一種成分的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)(表1)。有一些自交聯(lián)的聚氨酯分散體。這些分散體含有引發(fā)后就能交聯(lián)的鏈段。某些類(lèi)型的自交聯(lián)材料含有脂肪酸鏈段，這使它們會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而氧化固化。

　　木器涂料市場(chǎng)的重要測試

　　在初步了解了不同類(lèi)型聚氨酯分散體通常顯示的性能組合后，需要了解進(jìn)行哪些重要測試來(lái)判定樹(shù)脂是否適合不同的終端木器涂料市場(chǎng)。通常進(jìn)行的試驗如下：

　　●干燥時(shí)間;●表面硬度(擺桿硬度);●Taber耐磨試驗來(lái)測定耐劃傷和磨耗性能(CS-10砂輪、1000轉/1000g的砝碼);●耐化學(xué)介質(zhì)(乙醇/水、丙酮、配方409和水);●耐黑色鞋跟印痕(BHMR);●戶(hù)外耐久性。

　　不含溶劑的聚氨酯分散體

　　在決定哪些試驗對于木器涂料市場(chǎng)來(lái)說(shuō)非常重要后,研究人員對各種不含溶劑的聚氨酯分散體進(jìn)行了這些試驗。表2是研究人員研究出的矩陣,列出了這些聚氨酯分散體如何進(jìn)行上面給出的試驗。

　　盡管這些都是不含溶劑的聚氨酯分散體，但需要重視助溶劑，它們可幫助在室溫下成膜。其中樹(shù)脂UHXP4是一種獨特的材料，它不需要助溶劑。因此，用它配制成的產(chǎn)品VOC含量很低(低于50g/L)，這對于某些終端市場(chǎng)來(lái)說(shuō)這點(diǎn)非常吸引人。然而，需要記住的是UHXP4是一種氧化固化材料，因此需要催干劑或催化劑來(lái)促進(jìn)氧化固化機理。這種催化劑通常含有一種特定金屬，如鈷，當然更新更環(huán)保的材料，如含鐵材料，也可使用。

　　不同市場(chǎng)用途需要的聚氨酯分散體

　　研究人員了解了與重要應用領(lǐng)域相關(guān)的性能，并將其與不含溶劑的聚氨酯分散體的性能矩陣(表2)相結合而創(chuàng )造了一個(gè)圖表(表3)，該圖表指出了與特定用途可能為匹配的樹(shù)脂。研究人員強調該圖是配方設計師工作的起點(diǎn)，因為材料可能不是單一材料，而是一種混合材料。

　　添加交聯(lián)劑的作用

　　盡管單組分水性分散體提供了一些所要求的性能，通過(guò)添加交聯(lián)劑，耐化學(xué)介質(zhì)性、附著(zhù)力或其他性能可能會(huì )進(jìn)一步提高。有幾種化學(xué)品可供選擇-聚氮雜環(huán)丙烷、聚碳化二亞胺和水可分散的多異氰酸酯。

　　聚氮雜環(huán)丙烷和聚碳化二亞胺提供了易分散和低黏度的性能，但對pH值很敏感，對它們來(lái)說(shuō)須分別與酸性官能團交聯(lián)。

　　一代多異氰酸酯經(jīng)過(guò)了親水改性，因而能提供易分散性。這種選項通常異氰酸酯含量較低，因而黏度較高。

　　二代多異氰酸酯是無(wú)溶劑的和經(jīng)過(guò)離子改性,是另一種享有專(zhuān)利的技術(shù)。該技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是異氰酸酯含量高(23)且黏度非常低,使其能配制具有超低VOC的涂料。

　　記住這一點(diǎn)非常重要，這有助于確保涂料配方，在選擇交聯(lián)劑時(shí)應同時(shí)考慮所用的聚氨酯分散體用途。

　　結論

　　對于木器涂料有多種單組分水性聚氨酯樹(shù)脂可供選擇。找到技術(shù)不僅需要對樹(shù)脂性能了解，而且也要對木器涂料用途有了解，例如是地板、廚柜、家具、室內窗戶(hù)和門(mén)以及戶(hù)外木器等用途。

　　盡管單組分水性樹(shù)脂提供了好的所要求的性能之間的平衡，通過(guò)在配方中添加交聯(lián)劑能提高水性涂料的性能，記住這一點(diǎn)也很重要。合適交聯(lián)劑的選擇取決于聚氨酯分散體的用途。

　　進(jìn)行的研究和試驗能使樹(shù)脂選擇過(guò)程順利。對于配方設計師，這意味著(zhù)節約了大量時(shí)間、資源。而且，它也會(huì )使選擇樹(shù)脂的過(guò)程變得容易，這種樹(shù)脂能使特定用途的木器涂料獲得所要求的性能。