木器涂料用水性聚氨酯樹脂的選擇

　　聚氨酯分散體(PUDs)的類型

　　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，用兩種類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點和缺點(表1)。有一些自交聯的聚氨酯分散體。這些分散體含有引發后就能交聯的鏈段。某些類型的自交聯材料含有脂肪酸鏈段，這使它們會隨著時間的推移而氧化固化。

　　木器涂料市場的重要測試

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

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

　　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來說非常重要后,研究人員對各種不含溶劑的聚氨酯分散體進行了這些試驗。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，用它配制成的產品VOC含量很低(低于50g/L)，這對于某些終端市場來說這點非常吸引人。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促進氧化固化機理。這種催化劑通常含有一種特定金屬，如鈷，當然更新更環保的材料，如含鐵材料，也可使用。

　　不同市場用途需要的聚氨酯分散體

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

　　添加交聯劑的作用

　　盡管單組分水性分散體提供了一些所要求的性能，通過添加交聯劑，耐化學介質性、附著力或其他性能可能會進一步提高。有幾種化學品可供選擇-聚氮雜環丙烷、聚碳化二亞胺和水可分散的多異氰酸酯。

　　聚氮雜環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，對它們來說須分別與酸性官能團交聯。

　　一代多異氰酸酯經過了親水改性，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溶劑的和經過離子改性,是另一種享有專利的技術。該技術的一個優點是異氰酸酯含量高(23)且黏度非常低,使其能配制具有超低VOC的涂料。

　　記住這一點非常重要，這有助于確保涂料配方，在選擇交聯劑時應同時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脂可供選擇。找到技術不僅需要對樹脂性能了解，而且也要對木器涂料用途有了解，例如是地板、廚柜、家具、室內窗戶和門以及戶外木器等用途。

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

　　進行的研究和試驗能使樹脂選擇過程順利。對于配方設計師，這意味著節約了大量時間、資源。而且，它也會使選擇樹脂的過程變得容易，這種樹脂能使特定用途的木器涂料獲得所要求的性能。