聚氨酯功能性助劑在水性聚氨酯涂料中的創(chuàng)新應(yīng)用，有效提升涂膜耐磨性和耐候性。
各位聽眾，各位同仁，大家好！
我是今天的主講人，一位在化工領(lǐng)域摸爬滾打多年的老兵。今天，我想和大家聊聊一個既熟悉又充滿創(chuàng)新活力的領(lǐng)域——水性聚氨酯涂料，以及其中一個至關(guān)重要的角色：聚氨酯功能性助劑。我們今天的主題是：“聚氨酯功能性助劑在水性聚氨酯涂料中的創(chuàng)新應(yīng)用，有效提升涂膜耐磨性和耐候性。”
各位，想想我們每天的生活，簡直就是被各種涂層包圍：從家里的木地板、家具，到我們駕駛的汽車、乘坐的交通工具，甚至是手中的智能手機，都離不開涂料的保護和裝飾。而水性聚氨酯涂料，憑借其環(huán)保、安全、性能優(yōu)異等特點，正逐漸成為涂料界的“新寵”。
但是，水性聚氨酯涂料也并非完美無瑕，在耐磨性和耐候性方面，相比傳統(tǒng)的溶劑型涂料，往往還有提升空間。這就像一位天生麗質(zhì)的佳人，如果能再精心打扮一番，豈不是更加光彩照人？
而今天我們的主角——聚氨酯功能性助劑，就是那位為水性聚氨酯涂料錦上添花的“化妝師”。它們就像一群身懷絕技的“特種兵”，各司其職，協(xié)同作戰(zhàn)，從不同的角度，提升涂膜的性能，讓它更加堅韌、耐用，無懼風(fēng)吹日曬雨淋。
一、水性聚氨酯涂料的“前世今生”：
要了解功能性助劑的作用，我們先要對水性聚氨酯涂料有個基本的認識。簡單來說，聚氨酯涂料是一種以聚氨酯樹脂為主要成膜物質(zhì)的涂料，具有優(yōu)異的耐磨性、耐化學(xué)品性、柔韌性等優(yōu)點。而水性聚氨酯涂料，則是將聚氨酯樹脂分散在水中，從而減少或避免了有機溶劑的使用，更加環(huán)保健康。
水性聚氨酯涂料的發(fā)展，可以說是環(huán)保意識日益增強的必然結(jié)果。想想幾十年前，我們的油漆桶里裝的幾乎都是“毒藥”，刺鼻的氣味讓人聞之色變。隨著科技的進步，人們逐漸意識到，我們不能為了追求美好的生活，而犧牲自己的健康和環(huán)境。
水性聚氨酯涂料的出現(xiàn)，就像一道清新的風(fēng)，吹散了涂料行業(yè)的“霧霾”，為我們帶來了更加健康、環(huán)保的選擇。雖然在性能上，水性涂料還需要不斷改進和完善，但其發(fā)展前景無疑是光明的。
二、聚氨酯功能性助劑：涂膜性能的“魔術(shù)師”：
現(xiàn)在，讓我們聚焦到今天的主角——聚氨酯功能性助劑。這些助劑種類繁多，功能各異，就像一個“百寶箱”，可以根據(jù)不同的需求，選擇不同的助劑，來改善涂膜的性能。
那么，它們是如何提升涂膜的耐磨性和耐候性的呢？這就要涉及到一些具體的助劑種類和作用機理了。
1. 耐磨助劑：
耐磨性是衡量涂膜是否耐用的重要指標。想象一下，如果你的木地板走幾步就留下劃痕，或者汽車漆面輕輕一碰就掉漆，那該是多么令人沮喪的事情？
耐磨助劑就像是給涂膜穿上了一件“盔甲”，使其更加堅硬、耐磨。常見的耐磨助劑包括：
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有機硅類助劑： 有機硅類助劑具有優(yōu)異的表面滑爽性和耐磨性，可以在涂膜表面形成一層保護膜，減少摩擦力，從而提高耐磨性。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 固含量 (%) 粘度 (mPa·s) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 Silok? 6030 聚醚改性硅油 無色透明液體 99-100 50-150 水性涂料、油墨、皮革處理劑等，主要用于提高表面滑爽性、耐磨性和抗粘連性。 0.1-1.0% BYK-378 聚醚改性聚硅氧烷 透明液體 52 50-150 水性涂料、印刷油墨，改善流平性，增加表面滑爽性、防止縮孔。 0.1-0.5% -
蠟類助劑： 蠟類助劑可以在涂膜表面形成一層硬質(zhì)的保護層，提高涂膜的硬度和耐磨性。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 熔點 (℃) 酸值 (mgKOH/g) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 MICHEM? Lube 160 聚乙烯蠟 白色顆粒 104-110 < 5 水性涂料、油墨，主要用于提高耐磨性、防刮傷性，改善表面滑爽性。 0.5-3.0% Jonwax 22 聚丙烯蠟 白色粉末 130-140 < 1 水性、溶劑型涂料、油墨，用于提高耐磨性、耐刮傷性、光澤度。 0.5-3.0% -
納米材料： 納米二氧化硅、納米氧化鋁等納米材料，具有優(yōu)異的硬度和耐磨性，可以顯著提高涂膜的耐磨性。這些納米顆粒就像是涂膜中的“金剛砂”，讓涂膜更加堅不可摧。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 熔點 (℃) 酸值 (mgKOH/g) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 MICHEM? Lube 160 聚乙烯蠟 白色顆粒 104-110 < 5 水性涂料、油墨，主要用于提高耐磨性、防刮傷性，改善表面滑爽性。 0.5-3.0% Jonwax 22 聚丙烯蠟 白色粉末 130-140 < 1 水性、溶劑型涂料、油墨，用于提高耐磨性、耐刮傷性、光澤度。 0.5-3.0% -
納米材料： 納米二氧化硅、納米氧化鋁等納米材料，具有優(yōu)異的硬度和耐磨性，可以顯著提高涂膜的耐磨性。這些納米顆粒就像是涂膜中的“金剛砂”，讓涂膜更加堅不可摧。
產(chǎn)品名稱 主要成分 粒徑 (nm) 固含量 (%) 分散介質(zhì) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 Levasil? 200/30 納米二氧化硅 20 30 水 水性涂料、油墨，用于提高耐磨性、硬度、抗劃傷性、耐候性。 1.0-5.0% Disperal? P2 納米氧化鋁 12-13 14 水 涂料、塑料，用于提高耐磨性、硬度、耐熱性、UV 阻隔性能。 0.5-3.0% -
交聯(lián)劑： 交聯(lián)劑可以提高涂膜的交聯(lián)密度，使其結(jié)構(gòu)更加緊密，從而提高耐磨性。常見的交聯(lián)劑包括氮丙啶交聯(lián)劑、碳二亞胺交聯(lián)劑等。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 固含量 (%) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 NeoCryl CX-100 多官能團氮丙啶 透明液體 100 水性涂料、油墨，用于提高耐水性、耐化學(xué)品性、耐磨性。 1.0-3.0% Picassian XL-702 碳二亞胺 透明液體 40 水性涂料、粘合劑，用于提高耐水性、耐化學(xué)品性、附著力。 0.5-2.0%
2. 耐候助劑：
涂膜的耐候性是指涂膜抵抗陽光、雨水、溫度變化等自然環(huán)境影響的能力。如果涂膜的耐候性不好，就會出現(xiàn)褪色、粉化、開裂等現(xiàn)象，嚴重影響其使用壽命和美觀。
耐候助劑就像是給涂膜撐起了一把“保護傘”，使其免受紫外線、水分、氧氣等有害因素的侵蝕。常見的耐候助劑包括：
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紫外線吸收劑： 紫外線是導(dǎo)致涂膜老化的主要因素之一。紫外線吸收劑可以吸收紫外線，將其轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來，從而保護涂膜免受紫外線的損害。
產(chǎn)品名稱 化學(xué)結(jié)構(gòu) 外觀 吸收波長 (nm) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 TINUVIN? 400 二苯甲酮類 淡黃色液體 280-360 工業(yè)涂料、汽車涂料、木器涂料等，提供紫外線防護，防止涂層降解。 0.5-3.0% UVASORB? HEB 二苯甲酮類 淡黃色液體 290-350 工業(yè)涂料、汽車涂料、木器涂料，保護涂層免受紫外線損害，提高耐久性。 0.5-2.0% -
光穩(wěn)定劑（受阻胺光穩(wěn)定劑 HALS）： 光穩(wěn)定劑可以捕捉自由基，抑制光氧化反應(yīng)，從而延緩?fù)磕さ睦匣ALS類光穩(wěn)定劑具有優(yōu)異的光穩(wěn)定效果，被廣泛應(yīng)用于各種涂料中。
產(chǎn)品名稱 化學(xué)結(jié)構(gòu) 外觀 熔點 (℃) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 TINUVIN? 292 受阻胺 淡黃色液體 – 工業(yè)涂料、汽車涂料、木器涂料，延長涂層壽命，提供長期光穩(wěn)定性。 0.5-2.0% Hostavin 3070 受阻胺 白色固體 135-140 塑料、涂料，主要用于提高耐候性，防止光降解和熱降解。 0.3-1.5% -
抗氧化劑： 氧氣是導(dǎo)致涂膜老化的另一個重要因素。抗氧化劑可以捕捉氧自由基，抑制氧化反應(yīng)，從而延緩?fù)磕さ睦匣?/p>
產(chǎn)品名稱 化學(xué)結(jié)構(gòu) 外觀 熔點 (℃) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 Irganox 1010 受阻酚類 白色結(jié)晶粉末 110-125 塑料、涂料、橡膠，主要用于防止材料在高溫和光照條件下氧化。 0.1-0.5% SONGNOX? 1076 受阻酚類抗氧化劑 白色結(jié)晶 53-58 聚合物、塑料、涂料，保護材料免受熱和氧的影響，提高長期穩(wěn)定性。 0.1-0.3 wt% -
顏料分散劑： 顏料分散劑可以使顏料在涂料中均勻分散，防止顏料團聚，從而提高涂膜的耐候性。顏料團聚會導(dǎo)致涂膜表面出現(xiàn)不均勻的顏色分布，從而影響其光反射和吸收，加速老化。
產(chǎn)品名稱 主要成分 外觀 酸值 (mg KOH/g) 活性物含量 (%) 應(yīng)用領(lǐng)域 添加量 BYK-190 聚合物分散劑 透明液體 18-25 52 水性涂料，用于分散無機顏料，提高顏色強度和穩(wěn)定性。 1-5% DISPERBYK-194 聚合物分散劑 透明液體 30-40 50 水性涂料、油墨，用于分散有機和無機顏料，提高著色力和光澤。 1-3%
三、功能性助劑的“黃金搭檔”：協(xié)同效應(yīng)的奧秘
值得一提的是，在實際應(yīng)用中，我們往往需要將多種功能性助劑組合使用，才能達到佳的效果。這就像一支足球隊，需要前鋒、中場、后衛(wèi)各司其職，協(xié)同配合，才能取得勝利。
例如，我們可以將耐磨助劑和紫外線吸收劑組合使用，既可以提高涂膜的耐磨性，又可以提高其耐候性，使其更加堅固耐用。
四、聚氨酯功能性助劑的未來展望：
隨著科技的不斷進步，聚氨酯功能性助劑也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。未來，我們可以期待以下幾個發(fā)展趨勢：
- 多功能化： 將多種功能集成到一種助劑中，例如，既具有耐磨性，又具有耐候性的多功能助劑。
- 綠色化： 采用更加環(huán)保、安全的原材料和生產(chǎn)工藝，開發(fā)更加綠色、可持續(xù)的助劑。
- 智能化： 開發(fā)具有自修復(fù)、自清潔等功能的智能助劑，使涂膜更加智能化、人性化。
- 定制化： 根據(jù)不同的應(yīng)用需求，定制開發(fā)具有特定功能的助劑，滿足個性化的需求。
五、總結(jié)：
各位聽眾，今天我們一起探討了聚氨酯功能性助劑在水性聚氨酯涂料中的創(chuàng)新應(yīng)用，以及其在提升涂膜耐磨性和耐候性方面的重要作用。希望通過今天的講解，大家能夠?qū)郯滨スδ苄灾鷦┯懈钊氲牧私猓⒃趯嶋H應(yīng)用中，充分發(fā)揮其作用，為我們的生活創(chuàng)造更加美好的環(huán)境。
聚氨酯功能性助劑，就像是涂料界的“隱形英雄”，它們默默地奉獻著自己的力量，讓我們的生活更加美好。讓我們一起期待聚氨酯功能性助劑的未來，期待涂料行業(yè)的更加輝煌！
謝謝大家！
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬復(fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時間長；
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強；
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動性和耐水解性；
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來替代A-14，添加量為A-14的50-60%；
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；
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NT CAT T-125 有機錫類強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。