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(gòu)建基團(tuán)：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(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。某些類型的自交聯(lián)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(jìn)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(jìn)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(zhuǎn)/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(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。其中樹脂UHXP4是一種獨(dú)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來說這點(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促進(jìn)氧化固化機(jī)理。這種催化劑通常含有一種特定金屬，如鈷，當(dāng)然更新更環(huán)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(yīng)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(jié)合而創(chuàng)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(qiáng)調(diào)該圖是配方設(shè)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，通過添加交聯(lián)劑，耐化學(xué)介質(zhì)性、附著力或其他性能可能會進(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，對它們來說須分別與酸性官能團(tuán)交聯(lián)。

　　一代多異氰酸酯經(jīng)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(jīng)過離子改性,是另一種享有專利的技術(shù)。該技術(shù)的一個優(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)劑時應(yīng)同時考慮所用的聚氨酯分散體用途。

　　結(jié)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(shù)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(nèi)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(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?zāi)苁箻渲x擇過程順利。對于配方設(shè)計師，這意味著節(jié)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。