林梓豪,陳炳耀,周 義
(1.廣東三和化工科技有限公司,廣東 中山 528429; 2.廣東順德三和化工有限公司,廣東 佛山 528325)
在一些先進(jìn)國家,聚氨酯固化劑的游離單體含量大概在0.5%左右,為了讓其相對分子質(zhì)量分布均勻,降低粘度并增強(qiáng)與其他組分的相容性,一般采用不完全反應(yīng)法,即在反應(yīng)進(jìn)行到60%以上時,就馬上結(jié)束反應(yīng),然后利把殘留的游離異氰酸酯單體除去[1]。但是由于我國這部分技術(shù)相對不足,缺乏所需的實(shí)驗設(shè)備,目前沒有較大規(guī)模用于去除游離單體的專用設(shè)備,只能通過改變配方或增加反應(yīng)程度來降低殘留單體含量。然而這些措施不但會直接導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定、產(chǎn)品粘度過大,色澤深,和其他組分的混容性不佳,而且高居不下的殘留單體問題依然無法得到根本解決[2]。因此,必須加大相關(guān)實(shí)驗生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)與設(shè)計進(jìn)展,降低固化劑體系中游離的單體含量,提高生產(chǎn)固化劑過程中的關(guān)鍵技術(shù)。
雙組分聚氨酯涂料是聚醚型,而單組分聚氨酯是不飽和聚酯型,單組分聚氨酯防水涂料不含莫卡(MOCA)交聯(lián)劑、瀝青、焦油以及重金屬催化劑等物質(zhì),是很好的綠色環(huán)保防水涂料;施工時,區(qū)別于雙組分的不便,單組分包裝無需另外按準(zhǔn)確比例稱重,開桶即用,避免了計量配料的麻煩,省時省力,而且還減少了施工后因配料比例失誤造成損失的可能性。在單組分聚氨酯涂料中,純聚氨酯含量遠(yuǎn)比雙組分聚氨酯涂料要高,達(dá)到40%~70%,在力學(xué)性能、防水性及耐久性上要比雙組分占有優(yōu)勢。
非焦油型聚氨酯防水涂料通常采用TDI(甲苯二異氰酸酯),但TDI具有較強(qiáng)烈的刺激性氣味,是劇毒危險品,而 MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯)的蒸汽壓比 TDI低,揮發(fā)性比TDI小得多,其涂料產(chǎn)品的毒性較小,價格相對略高一些,國內(nèi)主要是使用聚合 MDI制作硬質(zhì)發(fā)泡材料,用于冰箱、建材、管道保溫等。MDI對稱的分子結(jié)構(gòu)使得MDI型WPU(水性聚氨酯)的漆膜強(qiáng)度、耐磨性及彈性性能更加優(yōu)越,主要用于高硬度的水晶地板漆,重防腐涂料等,同樣用于室內(nèi)涂料,MDI性能優(yōu)勢要大于TDI。另外,有些涂料的固化反應(yīng)是按照酸催化機(jī)理進(jìn)行的,在堿性條件下其固化速率嚴(yán)重受影響,而異氰酸酯固化劑能加快其固化速率且降低固化烘烤溫度,加大對脂肪族異氰酸酯固化劑的研發(fā)投入,發(fā)展多種新型固化劑產(chǎn)品以推動我國聚氨酯涂料的發(fā)展。
由于傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯(PU)在生產(chǎn)、使用過程中會釋放多種有害物質(zhì),對人體的健康構(gòu)成威脅,從而使水性聚氨酯(WPU)的開發(fā)逐漸成為熱點(diǎn)。2018年是我國涂料行業(yè)歷史上最為嚴(yán)峻的考驗?zāi)?,環(huán)保法規(guī)對企業(yè)要求越加嚴(yán)格,更多的企業(yè)認(rèn)識到以環(huán)保促轉(zhuǎn)型、以綠色謀發(fā)展是企業(yè)未來的必由之路,全行業(yè)大大加快了轉(zhuǎn)型升級的步伐[3]。
水性建筑涂料具有環(huán)境友好,安全無毒,使用方便,生產(chǎn)運(yùn)輸成本較低等特點(diǎn),建筑涂料水性化就成了建筑涂料未來的必然發(fā)展方向,在水性、彈性、耐酸、耐堿、隔音、密封和抗龜裂的研究方向上具有非常廣闊的發(fā)展前景。據(jù)統(tǒng)計,目前我國已成為世界上最大的 WPU消費(fèi)市場,但是我國市場上在售的 WPU涂料無論是品質(zhì)還是市場占有率上仍不容樂觀,在與國外產(chǎn)品相比之下缺乏競爭力,因此加大對 WPU的研發(fā)和應(yīng)用具有十分重要的意義。
現(xiàn)代高層建筑如雨后春筍般不斷出現(xiàn),建筑涂料的耐候性越來越受重視,目前,有機(jī)硅和多元復(fù)合改性聚氨酯涂料的研究逐漸興起,經(jīng)改性的聚氨酯涂料基本能夠滿足建筑涂料的高耐候性要求[4]。聚氨酯涂料作為性能優(yōu)異的建筑涂料,被歐、美、日等發(fā)達(dá)國家或地區(qū)大量使用,其中占日本防水市場份額的30%以上,是日本使用最為廣泛的防水涂料。除了高耐候性外,其它功能性建筑涂料越來越受到全社會的重視,尤其是防水涂料,目前聚氨酯涂料在耐水性方面存在不少問題,下雨時會出現(xiàn)麻面和凹坑,粘結(jié)強(qiáng)度會下降甚至脫落等等[5]。為了滿足各種各樣的需求,聚氨酯涂料在不同功能性上的研究發(fā)展已經(jīng)是大勢所趨。