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5防火添加剂的加入增加了涂层的阻燃能力,在实际使用的配方中往往将多种添加剂协同作用,合理搭配,使阻燃效果更明显。许晓光等[30]以三聚氰胺/季戊四醇为协效阻燃剂,制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯阻燃涂料,其阻燃时间可达8min以上,耐高温、阻燃性能明显提高。孙家琛等[31]以APP(聚磷酸铵)-PER(季戊四醇)-MEL(三聚氰胺)复合阻燃膨胀体系为阻燃剂,制备了水性聚氨酯阻燃涂料,使其防火隔热的效果大大增强。

1.5抗涂鸦水性聚氨酯涂料

恶意涂鸦行为时有发生,难以避免,不仅影响市容景观,而且清除涂鸦费时费力,消耗大量资金,伦敦在2002年用于清除涂鸦的资金已高达1.4亿美元[32]。因此,开发具有抗涂鸦功能的涂料显得非常必要。

抗涂鸦涂料多为聚氨酯涂料,主要是因为聚氨酯涂料硬度高,耐磨且持久,涂鸦易清洗。而随着人们对涂料抗涂鸦性能要求的提高以及国家对VOC排放量的限制,开发改性的水性聚氨酯抗涂鸦涂料已经成为必然趋势。涂鸦有油性亦有水性,涂膜必须同时具备良好的憎水性和憎油性;为了能够用简单擦拭的方法去除涂鸦,涂膜表面应平整光滑,表面吉布斯自由能低[33]。提高涂膜的抗涂鸦性主要是通过改善涂膜的表面性质使之对污染物难以吸附并容易除去,以及提高涂膜的致密性使污染物不易渗入这两个基本途径[34]。目前,主要是利用有机硅和氟树脂来改善水性聚氨酯涂料的表面性质,降低表面吉布斯自由能[35]。涂膜的致密性不好是导致涂鸦浸入涂膜的主要原因[36],而涂膜的致密性与涂料的颜料体积浓度(PVC)有很大关系,当涂膜的PVC值高于临界PVC值时,涂膜为多孔结构,耐沾污性大大降低[37],因此,降低颜料的使用量是提高涂膜致密性的有效方法。李伟等[38]通过加入含氨基和不饱和双键的有机硅氧烷进行扩连改性,合成了一系列有机硅改性的聚氨酯丙烯酸乳液,其涂膜接触角更大、附着力更强。朱延安等[39]采用有机硅氧烷单体与聚醚、二羟甲基丙酸(DMPA)和甲苯二异氰酸酯(TDI)反应制备了涂膜硬度高、耐沾污性、耐水性好和耐溶剂性好的有机硅改性水性聚氨酯涂料。JurgenScheerder等[32]以甲基丙烯酸三氟乙酯为含氟单体制备了新型水性聚氨酯抗涂鸦涂料,用异丙醇、2-丁酮以及DEK能够轻易的擦除涂鸦,涂膜抗涂鸦效果好。WuXiaodong等[40]以丙烯酸多元醇与含氟丙烯酸多元醇作为A组分,以HDI二聚体或HDI三聚体与IPDI三聚体的混和物作为B组分,制备了双组份水性聚氨酯抗涂鸦涂料,涂膜致密性高,表面自由能低,抗涂鸦效果好。

2·结语

功能性水性聚氨酯涂料因其在运输、储存、应用上的许多优点而备受关注,经过多年的发展,其制备技术已日趋完善,随着产品性能的提高,已经在许多领域中得到了应用,并显示出巨大的社会效益和经济效益。但是功能性水性聚氨酯涂料属技术和知识密集型产品,制备难度大,生产成本高,要真正取代溶剂型聚氨酯涂料还有很多工作要做:

(1)研究新的改性原料和方法,提高水性聚氨酯涂料的耐水性、硬度和光泽。水性聚氨酯涂料在耐水性、硬度和光泽等方面较溶剂型聚氨酯涂料有很大差距,难以满足要求,这不仅丧失对基材的保护作用,还影响涂料的装饰性能。