基于建筑業(yè)發(fā)展大趨勢(shì)，地坪漆和墻面漆對(duì)漆膜性能、施工效率和環(huán)保性提出了更高的要求。創(chuàng)新的雙組份水性聚氨酯和聚天門(mén)冬氨酸酯技術(shù)完全符合了市場(chǎng)發(fā)展的需求。本文將介紹這兩種技術(shù)的基本原理以及它們?cè)诘仄汉蛪γ娣矫娴膽?yīng)用。基于這些技術(shù)開(kāi)發(fā)的易清潔涂料可用于醫(yī)院、學(xué)校、幼兒園、電子廠、食品加工廠、餐廳及車(chē)站等建筑物的內(nèi)墻，還可延伸到有高耐久要求的外墻。基于這些技術(shù)開(kāi)發(fā)的地坪漆廣泛應(yīng)用于商用及工業(yè)地坪，具有優(yōu)異的耐磨性、抗劃傷性和耐化學(xué)品性。本文還對(duì)一些案例進(jìn)行了分析以闡明涂料在實(shí)際應(yīng)用中的性能體現(xiàn)。

    概述

    乳膠漆和環(huán)氧漆是目前墻面漆和地坪漆中的主流技術(shù)。隨著市場(chǎng)對(duì)建筑涂料性能要求的提高，聚氨酯涂料也在高性能建筑漆領(lǐng)域得以應(yīng)用，雙組份脂肪族聚氨酯涂料以其卓越的耐候性、耐化學(xué)品性、剛?cè)嵯酀?jì)性、耐磨及抗劃傷性能而成為高性能墻面及地坪漆的標(biāo)桿技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料的性能雖優(yōu)，但其較大的氣味、較高的揮發(fā)性有機(jī)化合物含量，及易燃易爆的特性，限制了該技術(shù)的使用，尤其是室內(nèi)應(yīng)用。創(chuàng)新的雙組份水性聚氨酯技術(shù)和聚天門(mén)冬氨酸酯技術(shù)貼合了市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，即：高性能、環(huán)保及高效率。

    水性聚氨酯技術(shù)可應(yīng)用于地坪漆和墻面漆。對(duì)于地坪漆，雙組份水性聚氨酯主要作為面漆使用，用于保護(hù)諸如無(wú)溶劑環(huán)氧及聚氨酯中涂，提供更好的耐磨性、耐化學(xué)品性和耐候性，最適合的應(yīng)用場(chǎng)合包括：辦公室、大堂、展示廳、倉(cāng)庫(kù)、超市、學(xué)校、球場(chǎng)及車(chē)間等。對(duì)于墻面漆，雙組份水性聚氨酯可稱(chēng)得上是一種具有功能性的高性能面漆，可實(shí)現(xiàn)易清潔、抗沾污、耐酸雨及抗涂鴉等性能，內(nèi)外墻均適合使用，還能作為質(zhì)感漆及素混凝土的罩面清漆。

    聚天門(mén)冬氨酸酯涂料主要可用于無(wú)溶劑地坪漆，尤其適合用于有快速通行需求的場(chǎng)所。其涂層配套即可包含底漆，也可以直接涂敷于經(jīng)過(guò)基層處理的混凝土表面，推薦的使用場(chǎng)所包括：停車(chē)場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)以及鋼結(jié)構(gòu)防腐。

    雙組份水性聚氨酯的基本原理

    雙組份水性聚氨酯的反應(yīng)

    生成聚氨酯的主要反應(yīng)是異氰酸酯基團(tuán)和多元醇的羥基之間的反應(yīng)，如圖1所示。

    異氰酸酯也會(huì)與水反應(yīng)，首先生成胺并釋放出二氧化碳?xì)怏w，隨后胺再迅速與另一個(gè)異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)生成脲。圖2顯示了異氰酸酯與水的反應(yīng)。

    在雙組份聚氨酯體系中，既然異氰酸酯基團(tuán)會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)，我們?cè)撊绾螌?shí)現(xiàn)水性化呢？研究表明：常規(guī)的脂肪族聚異氰酸酯具有疏水性，與水的反應(yīng)非常緩慢。當(dāng)它與水混合時(shí)，它與水會(huì)分層，而在與水接觸的界面會(huì)生成聚脲薄膜從而進(jìn)一步將聚異氰酸酯與水隔離，從而實(shí)現(xiàn)在水中具有數(shù)小時(shí)的穩(wěn)定時(shí)間，這就為實(shí)現(xiàn)雙組份聚氨酯的水性化創(chuàng)造了條件。圖3展示了聚異氰酸酯在水中的狀態(tài)。

    雙組份水性聚氨酯的混合與成膜

    不同于溶劑型聚氨酯涂料的均相體系，雙組分水性聚氨酯混合過(guò)程中聚異氰酸酯組分與多元醇組分將形成三相體系，即水(連續(xù)相)、羥基樹(shù)脂分散相(包括一部分聚異氰酸酯在剪切力作用下已經(jīng)進(jìn)入羥基樹(shù)脂分散相)及聚異氰酸酯分散相。如前面所述，聚異氰酸酯分散相小液滴表面會(huì)有極少部分NCO會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)，生成聚脲膜，這層聚脲膜起到保護(hù)作用，因而液滴內(nèi)部的NCO不會(huì)在此階段和水發(fā)生反應(yīng)，從而保證了涂料具有足夠的可操作時(shí)間。

    然而，雙組份水性聚氨酯的混合適用期不能通過(guò)粘度的上升來(lái)判斷，這有別于傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯。混合后雙組份水性聚氨酯的粘度通常比較穩(wěn)定，即便是超過(guò)了混合適用期，有時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)明顯的粘度變化，這主要是因?yàn)樵诜稚⑾嘀邪l(fā)生的部分化學(xué)反應(yīng)并不足以影響到連續(xù)相的流動(dòng)性。因此我們不能通過(guò)粘度變化來(lái)判斷雙組分水性聚氨酯的混合適用期，而需要通過(guò)測(cè)定一些性能來(lái)進(jìn)行判定，比如光澤值、霧影值及耐溶劑性等等。圖4展示了雙組份水性聚氨酯的混合過(guò)程。

    經(jīng)過(guò)混合的涂料通過(guò)噴涂及滾涂等不同方法進(jìn)行涂敷后，即開(kāi)始了成膜過(guò)程。第一步是物理干燥，主要是水的揮發(fā)和分散相的凝膠(如圖5，圖6)。

    此時(shí)隨著水分的揮發(fā)，多元醇分散體小液滴及聚異氰酸酯小液滴之間的距離也越來(lái)越接近，當(dāng)它們之間的距離接近到一定程度時(shí)，在毛細(xì)管力作用下破壁并相互融合，此時(shí)第二步化學(xué)干燥過(guò)程開(kāi)始了(圖7)。

    經(jīng)過(guò)化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)而形成的漆膜具有與傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料相媲美的性能：比如優(yōu)異的耐化學(xué)品性、抗劃傷性、耐磨性及耐候性，而其揮發(fā)性有機(jī)化合物含量則大大的降低。

    用于雙組份水性聚氨酯的親水性聚異氰酸酯固化劑

    為實(shí)現(xiàn)出色的外觀和優(yōu)異的性能，聚異氰酸酯固化劑需要在多相體系中充分的分散。傳統(tǒng)的疏水性聚異氰酸酯需要使用特定設(shè)備進(jìn)行高剪切分散，并不適合建筑涂料現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，親水性聚異氰酸酯則使手工混合成為可能。圖8展示了疏水性和親水性聚異氰酸采用手工混合時(shí)在水中的分散狀態(tài)，如果出現(xiàn)混合不充分時(shí)，漆膜的性能將受到明顯的影響。

    為實(shí)現(xiàn)固化劑的親水性，科思創(chuàng)沒(méi)有采用使用外添加乳化劑的方法來(lái)制備親水性聚異氰酸酯，而是使用內(nèi)乳化的方法，即親水性基團(tuán)直接和聚異氰酸酯化學(xué)結(jié)合，從而整個(gè)分子形成乳化劑結(jié)構(gòu)，這種方法避免了游離的外添加乳化劑可能帶來(lái)的耐水性下降等問(wèn)題。圖9對(duì)兩種聚異氰酸酯親水化改性做了比較。

    最簡(jiǎn)單的固化劑的親水化改性可以由異氰酸酯與羥基聚醚化學(xué)交聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由醚鏈來(lái)起到非離子親水改性，但這種改性通常會(huì)降低聚異氰酸酯的官能度。圖10就是典型的聚醚改性親水性聚異氰酸酯。

    由于官能度的降低通常會(huì)造成漆膜性能的下降，為提高官能度，可對(duì)氨酯鍵上的NH進(jìn)行進(jìn)一步脲基甲酸酯化，接枝上一個(gè)新的HDI三聚體，這樣改性后的親水性聚異氰酸酯的官能度就提高了。圖11所示。

    最新的研究成果是采用氨基磺酸鹽對(duì)聚異氰酸酯進(jìn)行親水改性(如圖12)，這有助于進(jìn)一步提升漆膜的干燥速度、硬度和耐化學(xué)品性。此外，這種固化劑相比于聚醚改性的固化劑具有更好的抗涂鴉和耐清潔劑的性能，從而更適合用于有易清潔要求的高性能涂料。

    粘度也是影響可分散性的因素之一，低粘度的聚異氰酸酯更容易被手工分散均勻。表1列出了常見(jiàn)的親水性聚異氰酸酯，其中AS3是建筑漆的優(yōu)選方案，可以在不經(jīng)過(guò)溶劑稀釋的情況下經(jīng)手工攪拌達(dá)到很好的混合效果。

    多元醇分散體的選擇

    羥基丙烯酸分散體是雙組份水性聚氨酯體系中常用的樹(shù)脂，通常有初級(jí)分散體(乳液型聚合物)和二級(jí)分散體兩類(lèi)。初級(jí)分散體采用乳液聚合法制備，通常使用外乳化劑來(lái)穩(wěn)定乳液粒子；二級(jí)分散體則是在溶劑中進(jìn)行均相聚合并在中和后進(jìn)行乳化分散，聚合物分子鏈上的羧酸基團(tuán)起到內(nèi)乳化劑的作用。

    初級(jí)分散體往往具有較高的分子量且不含有機(jī)助溶劑，因此，它們是快干型涂料的理想選擇，但不適用于高光體系。二級(jí)分散體因?yàn)樯a(chǎn)工藝的原因往往含有1-8%的助溶劑，因而適合高光體系使用，但干燥速度相對(duì)較慢。

    單一使用或組合使用不同類(lèi)型的羥基丙烯酸分散體可以實(shí)現(xiàn)不同的外觀和性能。典型的啞光體系是基于A57或A46，當(dāng)混拼了B46或B95后其綜合性能可進(jìn)一步提高，并且通過(guò)不同的混合比例來(lái)獲得不同的性能。B46或B95常用于高光體系。有時(shí)我們還需要高柔韌性的涂層方案，比如用于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地坪的涂料，此時(shí)可以通過(guò)混拼羥基聚氨酯分散體來(lái)實(shí)現(xiàn)。

    NCO / OH當(dāng)量比

    由于NCO與水及其它活性基團(tuán)之間的副反應(yīng)，雙組份水性聚氨酯中NCO/OH的當(dāng)量不會(huì)選擇1:1，而會(huì)選擇NCO過(guò)量，這與傳統(tǒng)的溶劑型雙組份聚氨酯有明顯的不同，通常為了確保所有的羥基反應(yīng)完全，NCO/OH的當(dāng)量比選擇在1.5~3.0之間。更高的NCO/OH當(dāng)量比會(huì)得到更優(yōu)的漆膜最終性能，但由于未及時(shí)反應(yīng)的聚異氰酸酯在漆膜中扮演著增塑劑的作用，涂料的干燥速度和早期硬度建立會(huì)較慢，更多的聚異氰酸酯固化劑用量也意味著更高的成本。綜合考慮性?xún)r(jià)比因素后，NCO/OH當(dāng)量比選擇在1.5~2.0之間是比較合適的。

    雙組份水性聚氨酯涂料的性能

    剛?cè)嵯酀?jì)

    固化后的聚氨酯漆膜中含大量的氨酯鍵和脲鍵，它們會(huì)在高分子鏈段間形成氫鍵。在外力作用下氫鍵會(huì)斷開(kāi)并與其它成鍵基團(tuán)重新鍵合，這正是聚氨酯漆膜剛?cè)嵯酀?jì)的原因所在，這也是雙組份水性聚氨酯漆膜具有優(yōu)異耐磨性和抗劃傷性的重要原因。尤其是對(duì)于地坪漆等應(yīng)用，抗劃傷性是衡量面漆品質(zhì)的重要指標(biāo)。然而長(zhǎng)期以來(lái)，抗劃傷性的測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有在地坪業(yè)內(nèi)得到共識(shí)，很多時(shí)候僅僅通過(guò)指甲刻劃來(lái)感知，這顯然不具備重現(xiàn)性和標(biāo)準(zhǔn)性。一種可行的方法參考GB/T 9279/ ISO 1518進(jìn)行測(cè)試(方法1)，即用指定的測(cè)試探頭以30-40mm/秒的速度，在不同的加載下劃過(guò)樣板(運(yùn)行距離65mm)，加載重量通常在100~2000g，通過(guò)記錄漆膜劃破時(shí)的加載重量來(lái)判別漆膜抗劃傷性的好壞。該方法以漆膜“劃破”來(lái)判別抗劃傷性是否符合實(shí)際情況，目前在業(yè)內(nèi)還有一定異議。另一種測(cè)試抗劃傷性的方法(方法2)是選用標(biāo)準(zhǔn)的0000號(hào)柔性砂紙，在不同的加載下往復(fù)劃擦樣板，目前常使用335克和900g兩種加載，分別往復(fù)劃擦20次及10次，然后通過(guò)測(cè)定漆膜的光澤變化來(lái)判別抗劃傷性。該方法與實(shí)際中的抗劃傷要求比較接近，但目前還需要進(jìn)一步規(guī)范測(cè)試的砂紙、流程及設(shè)備。基于上述兩種方法進(jìn)行測(cè)試，優(yōu)選的雙組份水性聚氨酯具有極佳的抗劃傷性，一部分測(cè)試數(shù)據(jù)如表3所示。

    易清潔性

    地坪和墻面會(huì)經(jīng)常接觸到不同的污染物，能實(shí)現(xiàn)輕易徹底的清理干凈這些污染物是市場(chǎng)所期望的性能。評(píng)估易清潔性首先要對(duì)污染源進(jìn)行篩選。在測(cè)試中我們選擇了日常生活工作中時(shí)常會(huì)遇到的飲料、調(diào)味品、白板筆、兒童水彩筆及蠟筆，最苛刻條件下，還會(huì)測(cè)試永久性記號(hào)筆。雙組份水性聚氨酯具有優(yōu)異的易清潔性，可以用不同的清潔方法清除掉各類(lèi)污染物，即使已經(jīng)有了數(shù)日的污染。表4列出了抗沾污測(cè)試結(jié)果。

    耐沾污性

    外墻上經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)雨后殘留的黑色污染痕，這是由于雨水將污染物帶到墻面后，夏日的高溫使得漆膜軟化，將污染物牢牢抓在漆膜表面，不易被清除，從而影響美觀。雙組份水性聚氨酯漆膜通過(guò)化學(xué)交聯(lián)而形成，具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因而在夏日陽(yáng)光的高溫下不會(huì)軟化，從而避免污染物與漆膜的牢固附著。而具有一定親水性的漆膜也會(huì)使雨水能夠均勻浸潤(rùn)到整個(gè)漆面，并均勻沖刷附在其表面的灰塵等污染物，起到清潔表面的作用。基于這兩方面因素，雙組份水性聚氨酯涂料的耐沾污性能優(yōu)異。

    防霉/抗藻性能

    對(duì)于在如浴室、食品加工廠等場(chǎng)所應(yīng)用的涂料，其防霉性能經(jīng)常會(huì)被提及，此時(shí)會(huì)通過(guò)在涂料配方中添加防霉劑和抗藻劑來(lái)強(qiáng)化這方面的性能。表5顯示了如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：將防霉劑和抗藻劑分別加入到單組份乳膠漆和雙組份水性聚氨酯中，用水沖淋漆膜2天、10天和20天后，分別測(cè)試漆膜中防霉劑和抗藻劑的殘留量。

    實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，雙組份水性聚氨酯的熱固性漆膜可以在水沖淋后保留更多的防霉劑和抗藻劑，這也就意味著漆膜更耐用。

    抗熱輪胎痕

    對(duì)于停車(chē)場(chǎng)地坪漆，非常的關(guān)注抗熱輪胎痕的性能。當(dāng)車(chē)輛長(zhǎng)期行駛后，通常輪胎會(huì)發(fā)熱，輪胎中的增塑劑容易遷移到橡膠表面，在有壓力的情況下，黑色的輪胎痕就很容易殘留在地坪漆上。為模擬這種狀況，我們采用了如下的測(cè)試方法：在4*4cm2的輪胎試件上施加60kg的壓力，在常溫下放置一天，然后在50oC下放置3天，然后檢查漆膜表面殘留的輪胎印跡情況，如殘留有胎痕，繼續(xù)用酒精擦拭，檢查清除的情況。圖14顯示了不同交聯(lián)密度的雙組份水性聚氨酯涂料的測(cè)試結(jié)果。方案2是基于B95和AS1的涂料配方，這是一個(gè)高交聯(lián)密度的方案，顯示出最好的抗熱輪胎痕的性能。測(cè)試中使用的不同聚氨酯涂層，均能用酒精清除掉上面殘留的輪胎痕跡，這與我們的基本推斷相符，即：具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的熱固性漆膜具有較好的抗熱輪胎痕性能。

    雙組份水性聚氨酯與水性環(huán)氧的比較

    雙組份水性環(huán)氧也同樣在地坪和高性能內(nèi)墻漆等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，與其相比，雙組分水性聚氨酯有些什么異同呢？這兩種技術(shù)的比較列于表6。

    建筑涂料需要現(xiàn)場(chǎng)混合漆料，在實(shí)際施工中，組份A與組份B的混合比往往與廠家的要求會(huì)有一定的偏差，在本測(cè)試中，我們刻意測(cè)試了正負(fù)20%固化劑用量偏差時(shí)，對(duì)涂料性能的影響。我們發(fā)現(xiàn)，雙組份水性聚氨酯的漆膜性能并不會(huì)因?yàn)楣袒瘎┯昧康钠疃a(chǎn)生大幅的變化，這主要得益于在配方設(shè)計(jì)時(shí)，NCO/OH的當(dāng)量比達(dá)到或超過(guò)1.5:1，因而當(dāng)少添加20%固化劑用量時(shí)，OH基團(tuán)仍可充分反應(yīng)，而當(dāng)固化劑過(guò)量20%時(shí)，多余的固化劑與水反應(yīng)生成聚脲可進(jìn)一步增強(qiáng)性能。水性環(huán)氧則不同了，氨基固化劑只能與環(huán)氧基反應(yīng)，當(dāng)固化劑添加量比標(biāo)準(zhǔn)添加量更多或更少時(shí)，殘余的未反應(yīng)的環(huán)氧基或氨基將會(huì)造成漆膜性能下降。綜合來(lái)看，雙組份水性聚氨酯的優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：

    ?組份A和B的混合比具有寬廣的容忍度

    ?易混合

    ?快干

    ?剛?cè)嵯酀?jì)、抗劃傷性好

    ?更好耐酸性、耐候性

    功能性涂料

    基于雙組份水性聚氨酯的高性能，將其用于功能性涂料時(shí)也頗具優(yōu)勢(shì)。

    雙組份水性聚氨酯可用于熱反射涂料，對(duì)建筑物節(jié)能保溫具有積極意義。得益于雙組份水性聚氨酯的優(yōu)異耐沾污性，使其可長(zhǎng)久保持高效的熱反射效率，大大延長(zhǎng)涂料的重涂時(shí)間，有效節(jié)約生命周期成本。

    用于電子廠房的內(nèi)墻涂裝是雙組份水性聚氨酯的另一個(gè)應(yīng)用，通過(guò)與優(yōu)選的導(dǎo)電填料結(jié)合使用，可制成高性能的導(dǎo)靜電涂料，有效保證電子設(shè)備生產(chǎn)區(qū)域的潔凈度和長(zhǎng)效穩(wěn)定的防靜電性能。

    基于相同的原因，雙組份水性聚氨酯還常常與昂貴的抗菌劑結(jié)合使用，制備高性能的抗菌涂料。

    雙組份水性聚氨酯應(yīng)用案例分析

    外墻應(yīng)用

    雙組份水性聚氨酯用于外墻，優(yōu)異的耐候性和耐沾污性是其最大優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)典型的應(yīng)用案例是由海虹老人(Hempel)在中國(guó)重慶市實(shí)施的。重慶市是重工業(yè)城市，地形群山環(huán)繞，因此大氣中的顆粒物不易被氣流吹散，該地區(qū)建筑物外墻的耐沾污性一直是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。圖15所示的是位于重慶的一座住宅樓，為驗(yàn)證產(chǎn)品性能，雙組份水性聚氨酯和傳統(tǒng)乳膠漆在同一棟樓的相鄰墻面上進(jìn)行了涂裝。經(jīng)過(guò)數(shù)年的實(shí)際使用，兩種涂料的外觀出現(xiàn)了明顯的反差。在涂裝了雙組份水性聚氨酯的區(qū)域仍保持得非常干凈，而傳統(tǒng)乳膠漆的涂裝區(qū)域則污染明顯。

    近年來(lái)，各類(lèi)外墻質(zhì)感涂料(真石漆、多彩漆等)蓬勃發(fā)展，它們具有粗糙的表面，往往易于積淀塵土污物。雙組份水性聚氨酯清漆用于質(zhì)感漆罩面時(shí)，體現(xiàn)出優(yōu)異的耐沾污性、耐水性和人工易清潔性，是一個(gè)理想選擇方案。

    內(nèi)墻漆應(yīng)用

    雙組份水性聚氨酯涂料易清潔的特點(diǎn)特別適合用于某些建筑物的內(nèi)墻，如學(xué)校、幼兒園、兒童房等。圖16顯示了雙組份水性聚氨酯抗涂鴉涂料在臺(tái)灣一所慈善學(xué)校中的應(yīng)用案例。這種高性能內(nèi)墻漆為小朋友們營(yíng)造出一個(gè)自由繪畫(huà)的墻面空間，簡(jiǎn)單的擦拭清潔就能夠清除墻上的涂鴉痕跡。

    高性能水性聚氨酯還可被用于浴室、廚房、醫(yī)院及食品加工廠等場(chǎng)合，這些應(yīng)用主要關(guān)注涂料的防霉性、抗菌性及耐水性等方面的性能。圖17分別顯示了雙組份水性聚氨酯在浴室和辦公室茶水間里的應(yīng)用。其中浴室的應(yīng)用案例，經(jīng)過(guò)8年之久的應(yīng)用，在高濕度環(huán)境下涂層無(wú)起泡、發(fā)霉等現(xiàn)象。

    地坪涂料應(yīng)用

    環(huán)氧地坪涂料是當(dāng)前市場(chǎng)上地坪漆的主流產(chǎn)品。雙組份水性聚氨酯以其優(yōu)秀的抗劃傷性、耐候性及易消光性，被廣泛用于環(huán)氧自流平、環(huán)氧砂漿、聚氨酯自流平及水泥基自流平的清漆或色漆罩面，不僅提升地坪體系的整體性能，而且可實(shí)現(xiàn)美觀性和藝術(shù)性的提升。

    泡泡吧是中國(guó)國(guó)家游泳中心(水立方)中一塊重要的場(chǎng)所，雙組份水性聚氨酯清漆用于彈性脂肪族聚氨酯藝術(shù)自流平罩面。該項(xiàng)目于2008年1月份完工，至今仍在正常使用，面漆的耐磨性、抗劃傷性和易清潔性得到了長(zhǎng)期的實(shí)際使用驗(yàn)證。雙組份水性聚氨酯地坪漆還應(yīng)用到2010年上海世博會(huì)的滬上生態(tài)家項(xiàng)目，科思創(chuàng)聚合物青島工廠等項(xiàng)目中。圖18顯示了雙組份水性聚氨酯地坪漆的應(yīng)用實(shí)例。

    水泥基自流平近年來(lái)得到了快速發(fā)展，罩面保護(hù)是必不可少的，以確保污染物不會(huì)滲透到水泥自流平中而留下永久的沾污。打蠟處理或涂敷單組份丙烯酸罩面漆是兩種表面保護(hù)的方法，但實(shí)用中發(fā)現(xiàn)它們的保護(hù)作用非常有限。經(jīng)選擇的雙組份水性聚氨酯涂料非常適合用于水泥基自流平的罩面，它不僅僅提供長(zhǎng)效、高品質(zhì)的保護(hù)，而且還能保持原有的水泥基自流平顏色經(jīng)涂裝后不被加深。

    運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地坪要求有優(yōu)秀的柔韌性、耐磨性、抗劃傷性、耐水性、防滑性和耐候性。基于彈性聚氨酯多元醇分散體而研制的涂料配方可完全滿(mǎn)足上述要求。

    聚天門(mén)冬氨酸酯及其應(yīng)用

    聚天門(mén)冬氨酸酯是另一種滿(mǎn)足高品質(zhì)、環(huán)保性及高效率的涂料技術(shù)。

    聚天門(mén)冬氨酸酯的化學(xué)基礎(chǔ)

    “天門(mén)冬氨酸酯”是特指那些分子結(jié)構(gòu)里以天門(mén)冬氨酸(圖19)衍生物為特點(diǎn)的化合物。

    天門(mén)冬氨酸酯一般由二元胺與馬來(lái)酸酯經(jīng)Michael加成反應(yīng)而合成(圖20)。

    作為一種有空間位阻結(jié)構(gòu)的脂肪族仲二胺，其位阻作用主要來(lái)源于兩個(gè)胺基之間的“R”基團(tuán)，不同的“R”基團(tuán)會(huì)影響天門(mén)冬氨酸酯與聚異氰酸酯的反應(yīng)速度。基于不同“R”基團(tuán)的一系列產(chǎn)品，創(chuàng)造了寬泛的配方調(diào)節(jié)可能，可滿(mǎn)足不同的可操作時(shí)間和干燥時(shí)間的需求。這是相比傳統(tǒng)的高反應(yīng)性聚脲的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。

    市場(chǎng)上常見(jiàn)的天門(mén)冬氨酸酯系列產(chǎn)品列于表7。

    這些產(chǎn)品既能單獨(dú)使用也可以混拼使用，從而方便的調(diào)節(jié)配方的可操作時(shí)間和干燥速度。其中產(chǎn)品D28體現(xiàn)出獨(dú)一無(wú)二的性能特點(diǎn)，憑借極低的粘度和適合的反應(yīng)活性，當(dāng)其配合低粘度HDI三聚體固化劑時(shí)，可以配制成無(wú)溶劑、可滾涂或刷涂施工的涂料配方，適用于地坪漆、防護(hù)面漆等。表8展示了這種新型涂料的一些性能指標(biāo)。

    天門(mén)冬氨酸酯與脂肪族聚異氰酸酯反應(yīng)即生成聚天門(mén)冬氨酸酯(如圖21)，該涂料具有優(yōu)異的耐候性而用于戶(hù)外面漆，這也是與傳統(tǒng)聚脲的不同之處。那些官能度大于3的聚異氰酸酯優(yōu)先被推薦用于該體系的固化劑，以得到足夠的漆膜交聯(lián)密度。

    聚天門(mén)冬氨酸酯技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)首先體現(xiàn)在保持極低VOC的情況下，大幅提升施工效率。

    1).聚天門(mén)冬氨酸酯涂料干燥迅速，實(shí)干時(shí)間通常可保持在1.5-4小時(shí)，使快速恢復(fù)使用成為可能。

    2).可建立更高的膜厚，一次施工的干膜厚度可達(dá)到400μm，可有效減少施工道數(shù)。

    綜合上述兩個(gè)特點(diǎn)，即快干和減少施工道數(shù)，共同實(shí)現(xiàn)了高效率。

    聚天門(mén)冬氨酸酯用于建筑涂料

    聚天門(mén)冬氨酸酯適用于建筑涂料，正是得益于上述主要特點(diǎn)，即高性能、高效率和低VOC，地坪漆和防水面漆是其最常見(jiàn)的應(yīng)用。

    有不少地坪涂料要求快速施工、快速通行且無(wú)溶劑，通過(guò)優(yōu)化配方，能夠得到無(wú)溶劑、可滾涂施工且快速固化的解決方案，甚至在經(jīng)過(guò)表面處理的混凝土基層上直接涂裝這種涂料。其可以一次涂裝達(dá)到適合的漆膜厚度，對(duì)表面起到很好的保護(hù)作用，并且在施工完畢數(shù)小時(shí)后便可通行，這可以說(shuō)是很多停車(chē)庫(kù)地坪維修的最佳解決方案。圖22即是一個(gè)停車(chē)庫(kù)地坪的實(shí)際案例，一天內(nèi)能夠完成施工，隔天就能夠通行車(chē)輛。

    作為一種脂肪族技術(shù)，聚天門(mén)冬氨酸酯涂料具有很好的耐候性，適合于戶(hù)外使用。一個(gè)成功案例是用于美國(guó)迪斯尼樂(lè)園體育場(chǎng)的地坪涂裝，經(jīng)過(guò)多年的頻繁使用，仍然保持了漆面的光澤和潔凈(圖23)。

    最新的應(yīng)用還包括“照片地坪”。一定厚度的聚天門(mén)冬氨酸酯清漆可將打印的照片封閉到地坪涂料之中起到定制化的裝飾效果。

    如果將一些優(yōu)選的IPDI預(yù)聚物和HDI預(yù)聚物單獨(dú)或混拼作為固化劑時(shí)，能夠制備出綜合性能非常卓越的防水涂料，具有優(yōu)異的耐候性、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。這類(lèi)技術(shù)已經(jīng)在橋梁、屋面、泳池以及水上樂(lè)園等場(chǎng)合成功使用。

    總結(jié)

    雙組份水性聚氨酯和聚天門(mén)冬氨酸酯技術(shù)符合涂料行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，能為地坪漆、墻面漆和防水涂料等建筑涂料提供高性能、高效率、更環(huán)保的新型解決方案。這兩種技術(shù)同時(shí)也能將保護(hù)性和裝飾性完美結(jié)合，帶來(lái)了更長(zhǎng)的使用壽命，從而節(jié)約了生命周期成本，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念。全球各地的眾多案例已經(jīng)證明了它們?yōu)榭蛻?hù)提供的價(jià)值，隨著產(chǎn)品升級(jí)和環(huán)保要求的進(jìn)一步提升，這些新型的涂料技術(shù)將迎來(lái)更美好的發(fā)展機(jī)遇。

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