畢業(yè)論文水性聚氨酯的發(fā)展前景和相關(guān)知識李志偉.pdf

山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 1 頁 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目： 水性聚氨酯發(fā)展前景和相關(guān)知識 年級專業(yè)：10 機(jī)械制造與自動化 學(xué)生姓名：李志偉 學(xué) 號：2010 指導(dǎo)教師：高順長職 稱：高級講師 導(dǎo)師單位：山東化工職業(yè)學(xué)院 山東化工職業(yè)學(xué)院自動化系 論文完成時(shí)間：2013年1 月4日 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 頁 山東化工職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 發(fā)給學(xué)生李志偉 1設(shè)計(jì)(論文)題目：水性聚氨酯相關(guān)知識簡介 2學(xué)生完成設(shè)計(jì)(論文)期限：2013年1月1日 3設(shè)計(jì)(論文)課題要求： （1）所選課題應(yīng)體現(xiàn)專業(yè)基本訓(xùn)練，有利于鞏固，深化和擴(kuò)充所學(xué)知 識； （2）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要合理，條理要鮮明 ；理論分析與計(jì)算準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)可 靠，圖表單位等符合國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 （3）設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)能充分體現(xiàn)實(shí)際工作中的需要，并能根據(jù)需要提出自 己的觀點(diǎn)或具體的解決措施，要有自己獨(dú)到的見解，不能套用和抄襲 他人成果； （4） 設(shè)計(jì)格式必須符合 山東化工職業(yè)學(xué)院 機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) （論 文）組織管理要求； （5）設(shè)計(jì)（論文）寫作過程中要大量查閱文獻(xiàn)資料，以加深對理論知 識的理解，提高解決實(shí)際工作問題的能力； （6）嚴(yán)格按時(shí)間控制點(diǎn)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 頁 4實(shí)驗(yàn)（上機(jī)、調(diào)研）部分要求內(nèi)容： 1）嚴(yán)格按照畢業(yè)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行切實(shí)有效的實(shí)踐調(diào)研； 2）調(diào)研實(shí)踐活動要結(jié)合所選課題有針對性有計(jì)劃地實(shí)施； 3）在實(shí)際調(diào)研中檢驗(yàn)論證有關(guān)結(jié)論或方案的實(shí)用性； 4） 利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化媒體工具進(jìn)行圖形圖表等的繪制實(shí)踐 。 5文獻(xiàn)查閱要求： 1）查閱圖書、期刊等文獻(xiàn)資料了解當(dāng)前相關(guān)課題研究的最新成果及發(fā) 展趨勢 。 2）參閱廠方內(nèi)部資料，熟悉與課題相關(guān)設(shè)備、流程、工藝等。 3）結(jié)合所選課題，利用網(wǎng)絡(luò)等多種渠道查閱大量資料 ，使自己的設(shè) 計(jì)符合時(shí)代發(fā)展，具有前瞻性 ，科學(xué)性，實(shí)用性。 4）查閱的資料要真實(shí)可靠。 6發(fā)出日期：2012 年6月20日 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁 7學(xué)生完成日期：2012年12月20日 指導(dǎo)教師簽名： 學(xué) 生 簽 名： 附注： 1、任務(wù)書應(yīng)附于完成的設(shè)計(jì)（論文）中，并與設(shè)計(jì)（論文）一并提交答辯委員會； 2、任務(wù)書須由指導(dǎo)教師填寫。 審批意見： 系主任簽名： 年月 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 5 頁 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 一 頁 緒論緒論 本篇論文是我在寧波聚氨酯有限公司實(shí)習(xí)期間，通過實(shí)際的工作的要求我被分 到了煙臺水性裝置屬于工藝操作，結(jié)合后期所學(xué)專業(yè)理論知識不斷實(shí)踐得到的。 通過現(xiàn)場的操作和學(xué)習(xí)，我才更加了解我們產(chǎn)品的工藝流程和許多注意事項(xiàng)。隨 著當(dāng)今社會對 本篇論文僅僅論述本人工作學(xué)習(xí)和常規(guī)工藝操作中鎖總結(jié)歸納的。有許多是 我根據(jù)我們特定的生產(chǎn)條件與環(huán)境而總結(jié)的。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 二 頁 摘要摘要 水性聚氨酯自 20 世紀(jì) 60 年代出現(xiàn)， 經(jīng)過 40 多年的發(fā)展， 已經(jīng)成為涉及涂料、 膠黏劑及國民經(jīng)濟(jì)和人民生活各個(gè)方面的重要材料。尤其是環(huán)境友好日漸深入人 心的 21 世紀(jì)， 以水為溶劑的聚氨酯越來越受到人們的重視。 雖著涂料工業(yè)的發(fā)展， 涂料的花色、品種、功能越來越多，分工也越來越細(xì)，但在涂料的制造和施工過 程中因有機(jī)溶劑的大量排放而對環(huán)境造成巨大的污染。為限制有機(jī)溶劑的排放， 涂料的固體化、無溶劑化、水性化已呈發(fā)展趨勢，業(yè)內(nèi)人士廣泛贊同的“4E”涂 料（Economy，Efficiency，Ecology，Energy）即指上述涂料。其中，涂料的水性 化是近年來發(fā)展十分迅速的一個(gè)領(lǐng)域，已有不少成熟的產(chǎn)品和技術(shù)在廣泛使用。 我的這篇論文主要是從聚氨酯的發(fā)展歷史前景到原料、 合成助劑分析與表征等 理論知識和相關(guān)簡單的流程工藝。 【關(guān)鍵詞】 ：水性聚氨酯發(fā)展史合成工藝法合成材料應(yīng)用 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 三 頁 目目 錄錄 第第 1 1 章章水性聚氨酯簡介水性聚氨酯簡介4 4 1.1發(fā)展史4 1.2水性涂料4 1.3水性涂料的缺點(diǎn)5 1.4水性涂料的發(fā)展現(xiàn)狀6 第第 2 2 章章水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的合成7 7 2.1水性聚氨酯額合成7 2.2丙酮法9 2.3預(yù)聚體法10 2.4熔融分散縮聚法11 2.5酮亞胺/酮聯(lián)氮法 11 2.6保護(hù)端墓乳化法11 第第 3 3 章章合成所需的原材料合成所需的原材料1313 3.1 大分子多元醇13 3.2 多異氰酸酯15 3.3 親水?dāng)U鏈劑15 3.4 成鹽劑16 3.5 溶劑17 3.6 水18 第第 4 4 章章總結(jié)展望與應(yīng)用總結(jié)展望與應(yīng)用1919 4.1總結(jié)展望19 4.2應(yīng)用19 結(jié)論23 致謝24 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)2525 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 四 頁 第第 1 1 章章水性聚氨酯簡介水性聚氨酯簡介 1.1發(fā)展史 1937，德國Bayer及其同事第一次用異氰酸酯和多元醇加成反應(yīng)制得 了聚氨酯樹脂。 1944，拜耳公司用聚氨酯樹脂制得了貝倫（Perlon U） 。 1959，美國杜邦公司開發(fā)成PU彈性纖萊卡（Lycra） 。 70年代熱塑性PU彈性體（TPU）研究成功。 1953，Du Pont公司合成水性聚氨酯，并在1967年首次工業(yè)化。 1972，拜耳公司正式將聚氨酯水分散體作為皮革涂料。 我國PU工業(yè)始創(chuàng)于50年代，1972年開始水性聚氨酯研究，90年代開始 水性聚氨酯進(jìn)入高峰期。 1.2水性涂料 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 五 頁 雖著涂料工業(yè)的發(fā)展，涂料的花色、品種、功能越來越多，分工也越來越細(xì)， 但在涂料的制造和施工過程中因有機(jī)溶劑的大量排放而對環(huán)境造成巨大的污染。 為限制有機(jī)溶劑的排放，涂料的固體化、無溶劑化、水性化已呈發(fā)展趨勢，業(yè)內(nèi) 人士廣泛贊同的“4E”涂料（Economy，Efficiency，Ecology，Energy）即指上述 涂料。其中，涂料的水性化是近年來發(fā)展十分迅速的一個(gè)領(lǐng)域，已有不少成熟的 產(chǎn)品和技術(shù)在廣泛使用。 水性涂料是以水作溶劑或分散介質(zhì)的涂料。 最早的商品化水性涂料是在 20 世 紀(jì) 30 年代出現(xiàn)的?；谄鋵Νh(huán)境的相容性和保護(hù)性。并具有節(jié)省資源、節(jié)約能源 的優(yōu)點(diǎn)，水性涂料產(chǎn)品很快就被市場接受，并逐漸發(fā)展擴(kuò)大。日本、美國 1986 年 水性涂料分別占涂料總銷售量的 18%和 22%， 英國 1995 年水性涂料產(chǎn)量占全國涂 料總產(chǎn)量的 64.5%。我國從 60 年代開始研究水性涂料，進(jìn)入 90 年代后，國家大 力扶持水性涂料的發(fā)展。目前的市場占有率雖不是很高，但卻具有廣闊的發(fā)展前 景。 1.3水性涂料存在的問題 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 六 頁 水性涂料的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，但也存在著一些問題。與有機(jī)溶劑相比，水的 蒸發(fā)熱較高，這就要求用其他手段來幫助水的蒸發(fā)。對于低溫和高濕這兩種特殊 情況，水的蒸發(fā)就更慢了，因此干燥時(shí)間長，而助溶劑的加入則更使其雪上加霜。 由于助溶劑在幫助成膜和提高涂膜性能方面是相當(dāng)多的水性涂料不可缺少的組 分，故除去助溶劑并不是一件容易的事情。 1.4水性涂料的發(fā)展現(xiàn)狀 聚氨酯是氨基甲酸酯樹脂的簡稱，其分子中含有特征單元結(jié)構(gòu)氨基甲酸酯 （-NH-CO-） 。聚氨酯應(yīng)用十分廣泛，作為涂料具有良好的耐磨性、耐腐蝕性、耐 化學(xué)品性、硬度大、高彈性等優(yōu)點(diǎn)。 水性聚氨酯（PU）是水性涂料中很有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N，在很多領(lǐng)域都得到了 廣泛的應(yīng)用，它包括單組分聚氨酯涂料和雙組分聚氨酯涂料兩種，是以水為介質(zhì) 的二元膠態(tài)體系，不僅具有無毒、不易燃燒、不污染環(huán)境、節(jié)能、安全可靠、不 易損傷被涂飾表面、易操作和改性等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)還具有溶劑型聚氨酯的一些重要 的性能特征，使得它在織物、皮革涂飾及粘合劑等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 單組分水乳型聚氨酯的特征在于很高的斷裂伸長率（達(dá)到 800%以上）和較高的抗 拉伸強(qiáng)度（達(dá) 20MPa 左右） ，但因其具有線型結(jié)構(gòu)，分子中含有親水基團(tuán)，其耐 水性、耐溶劑性較差，應(yīng)用受到了限制. 水性雙組分聚氨酯涂料的應(yīng)用領(lǐng)域基本上與溶劑型涂料相當(dāng)，既可用于熱敏 材料（如木材、塑料）和不能烘烤的大型物件，也可用于諸如汽車類的烘烤物件. 通過對報(bào)道的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，表明，水性雙組分聚氨酯涂料除了干燥時(shí)間稍 長和適用期稍短外，涂膜的裝飾性、機(jī)械性能、耐化學(xué)性和耐候性均可與溶劑型 雙組分 PUR 涂料相媲美。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 七 頁 第二章第二章 水性聚氨酯的合成水性聚氨酯的合成 2.1 水性聚氨酯的合成 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 八 頁 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 九 頁 2.2丙酮法 1. 預(yù)聚反應(yīng)：大分子多元醇， 小分子多元醇（包括親水性擴(kuò)鏈劑） ，催化劑， 異氰酸酯，適量丙酮；升溫至80-85反應(yīng)4小時(shí)，待NCO含量達(dá)到預(yù)先設(shè)定 的值。 2. 擴(kuò)鏈反應(yīng)：降溫到50-60，加入計(jì)量丙酮稀釋后轉(zhuǎn)送至分散釜內(nèi)，控制預(yù) 聚體溫度在60-70 ，加入胺基擴(kuò)鏈劑反應(yīng)15-30min。 3. 分散：加入中和劑（如：叔胺） ，攪拌3-5分鐘，高速分散（600-1200轉(zhuǎn)） 緩慢加水相轉(zhuǎn)變后完成乳化。 4. 脫丙酮：最后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到脫揮，在真空度-0.06-0.097MPa，溫度為30- 50下脫出丙酮，測試丙酮含量達(dá)到要求后，即可得到產(chǎn)品。 首先合成含-NCO 端基的高粘度聚氨酯預(yù)聚體，加丙酮溶解，使其粘度降低， 然后用含離子基團(tuán)擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈， 在高速攪拌下通過強(qiáng)剪切力使之分散于水中， 乳化后減壓蒸餾脫除溶劑丙酮，得到水性聚氨酯分散液。 丙酮法易于操作，重復(fù)性好，制得的水性聚氨酯分子量可變范圍寬，粒徑的 大小可控，產(chǎn)品質(zhì)量好，是目前生產(chǎn)水性聚氨酯的主要方法。但該法需使用低沸 點(diǎn)丙酮，易造成環(huán)境污染，工藝復(fù)雜，成本高，安全性低，不利于工業(yè)生產(chǎn)。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十 頁 2.3預(yù)聚體法 1. 預(yù)聚反應(yīng)：大分子多元醇（分子量1000-4000） ：包括聚酯型和聚醚型； 二異氰酸酯：脂肪族和芳香族；按照一定配比加入反應(yīng)釜中（根據(jù)需要加催 化劑） ，升溫到80-90反應(yīng)23小時(shí)； 2. 前擴(kuò)鏈反應(yīng): 降溫到50以下，加入丙酮稀釋后，分別加入親水性擴(kuò)鏈劑， 升溫到30-40反應(yīng)3小時(shí)，測NCO。 3. 中和、分散：降溫到40-50加入丙酮調(diào)節(jié)到合適的粘度，將預(yù)聚體轉(zhuǎn)移到分 散釜，加入叔胺中和3-5分鐘，高速剪切下（600-1200轉(zhuǎn)）緩慢加水相轉(zhuǎn)變后 完成乳化。 4. 后擴(kuò)鏈: 加入水稀釋的二胺類擴(kuò)鏈劑，保持30-40半小時(shí)，熟化58小時(shí)。 5. 脫丙酮: 最后將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到脫揮，在真空度-0.06-0.097MPa，溫度為30- 50下脫出丙酮，測試丙酮含量達(dá)到要求后，即可得到產(chǎn)品。 首先合成含親水基團(tuán)及端-NCO 的預(yù)聚體，當(dāng)預(yù)聚體的相對分子量不太高且 粘度較小時(shí)，可不加或加少量溶劑，高速攪拌下分散于水中，再用親水性單體(二 胺或三胺)將其部分?jǐn)U鏈，生成相對分了量高的水性聚氨酯一脈。最終得到水性聚 氨酯分散液。為合成低粘度預(yù)聚體，通常選擇脂肪族或脂環(huán)族多異氛酸酷，因?yàn)?這兩種多異氰酸酷的反應(yīng)活性低，預(yù)聚體分散于水中后用二胺擴(kuò)鏈時(shí)受水的影響 小。但預(yù)聚體混合分散過程必須在低溫下進(jìn)行，以降低-NCO 與水的反應(yīng)活性;必 須嚴(yán)格控制預(yù)聚體粘度，否則預(yù)聚體在水中分散將非常困難,預(yù)聚體混合法避免了 有機(jī)溶劑的大量使用，工藝簡單，便于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。缺點(diǎn)是擴(kuò)鏈反應(yīng)在多相 體系中發(fā)生，反應(yīng)不能按定量的方式進(jìn)行。 （我們現(xiàn)場生產(chǎn)中由于工藝不夠成熟所我們現(xiàn)場生產(chǎn)中由于工藝不夠成熟所 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十一 頁 以我們主要就運(yùn)用以上兩中方法進(jìn)行生產(chǎn)與學(xué)習(xí)所以相對介紹的比較具體一下集以我們主要就運(yùn)用以上兩中方法進(jìn)行生產(chǎn)與學(xué)習(xí)所以相對介紹的比較具體一下集 中也是生產(chǎn)中常用的方法中也是生產(chǎn)中常用的方法） 。 2.4熔融分散縮聚法 熔融分散縮聚法又稱熔體分散法，是一種無溶劑制備水性聚氨酯的方法。該 法把異氛酸酯的加聚反應(yīng)和氨基的縮聚反應(yīng)緊密地結(jié)合起來。先合成帶有親水性 離子基團(tuán)和-NCO 端基的聚氨酯預(yù)聚物，預(yù)聚物與尿素進(jìn)行加聚反應(yīng)得到含離子 基團(tuán)的端脈基聚氨酯雙縮二脈低聚物。此低聚物在熔融狀態(tài)下與甲醛水溶液發(fā)生 縮聚反應(yīng)和經(jīng)甲基化應(yīng)，形成含經(jīng)甲基的聚氨酯雙縮二脈，用水稀釋后，得到穩(wěn) 定的水性聚氨酯分散液。 該方法的特點(diǎn):反應(yīng)過程中不需要有機(jī)溶劑，工藝簡單，易于控制，配方可變 性較大，不需要特殊設(shè)備，因具廣闊的發(fā)展前景。但該法反應(yīng)溫度高，生成的水 性聚氨酯分散體為支鏈結(jié)構(gòu)，分子量較低。 2.5 酮亞胺/酮聯(lián)氮法 在預(yù)聚體混合法中，采用水溶性二元伯胺作擴(kuò)鏈劑時(shí)，由于氨基與-NCO 基 團(tuán)反應(yīng)速率過快，難以獲得粒徑均勻而微細(xì)的分散體。擴(kuò)鏈階段若用酮亞胺或酮 聯(lián)氮代替二元伯胺進(jìn)行水相擴(kuò)鏈則能解決此問題。酮亞胺由酮與二胺反應(yīng)生成， 酮聯(lián)氮由酮與肼反應(yīng)生成。酮亞胺/酮聯(lián)氮與含離子基團(tuán)的端-NCO 聚氨酯預(yù)聚體 混合時(shí)不會過早發(fā)生擴(kuò)鏈反應(yīng)，但遇水時(shí)，酮亞胺/酮聯(lián)氮與水反應(yīng)則釋放出二胺 /腆，對預(yù)聚體進(jìn)行擴(kuò)鏈，由于受釋放反應(yīng)的制約，擴(kuò)鏈反應(yīng)能夠平穩(wěn)地進(jìn)行，得 到性能良好的水性聚氨酯一脲分散液。 酮亞胺/酮聯(lián)氮法適用于由芳香族異氰酸酯制備水性聚氨酯分散液，該法融 合了丙酮法、預(yù)聚體混合法的優(yōu)點(diǎn)，是制備高質(zhì)量水性聚氨酯的重要方法。 2.6 保護(hù)端墓乳化法 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十二 頁 使用酚類、甲乙酮亞胺、毗咯烷酮、亞硫酸氫鈉等封閉劑，將帶有親水性離 子基團(tuán)和-NCO 封端的聚氨酯預(yù)聚物的端-NCO 基團(tuán)保護(hù)起來，使-NCO 基團(tuán)失去 活性，制成一種封閉式的聚氨酯預(yù)聚體，加人擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑共同乳化后，制成 水性聚氨酯分散液。應(yīng)用時(shí)，加熱可使預(yù)聚物端-NCO 基團(tuán)解封，-NCO 基團(tuán)與擴(kuò) 鏈劑、交聯(lián)劑反應(yīng)，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚氨酯膠膜。此法對工藝要求頗高，乳液穩(wěn) 定性差，關(guān)鍵在于選擇解封溫度低的高效封閉劑。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十三 頁 第第 3 3 章章合成所需原材料合成所需原材料 水性聚氨酯主要基本原料包括大分子多元醇、多異氰酸酯、親水?dāng)U鏈劑、成鹽 劑、溶劑、水、封端劑。以下是各種原料的具體化學(xué)機(jī)構(gòu)介紹。 3.1大分子多元醇 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十四 頁 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十五 頁 3.2多異氰酸酯 3.3 親水?dāng)U鏈劑 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十六 頁 3.4 成鹽劑 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十七 頁 3.5 溶劑 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十八 頁 3.6 水 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 十九 頁 第第 4 4 章章總結(jié)展望與應(yīng)用總結(jié)展望與應(yīng)用 4.1總結(jié)展望 （1） 隨著水性聚氨酯更廣泛、 更深入的應(yīng)用， 對其性能的要求也進(jìn)一步提高， 今后的水性聚氨酯將朝著高科技含量、高性能、多功能性方向發(fā)展。 （2）實(shí)踐證明，環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅、丙烯酸酯以及納米材料復(fù)合改性都可以 很好地提高水性聚氨酯的綜合性能。今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)復(fù)合改性技術(shù)的理論 研究，深入研究各種因素對復(fù)合改性性能的影響，以便把產(chǎn)品做得更好。 （3）還要充分利用聚氨酯分子的可設(shè)計(jì)性，探索新的合成方法和工藝，在聚 氨酯鏈上引入特殊功能的分子結(jié)構(gòu)，以獲得具有更多功能的聚氨酯復(fù)合乳液。 （5）同時(shí)應(yīng)重視應(yīng)用技術(shù)的研究，加速復(fù)合改性水性聚氨酯的生產(chǎn)和推廣， 這將具有重要的實(shí)踐意義。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水性聚氨酯消費(fèi)需求的增大，以及 科研人員的努力，高性能的復(fù)合改性水性聚氨酯必將取得長足的發(fā)展。 4 4. .1 1. .2 2展望展望 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 二十 頁 高性能與低 VOC 含量相結(jié)合的水性聚氨酯涂料具有廣闊的應(yīng)用前景。涂膜 干燥時(shí)間短、外觀好、耐溶劑性好的水性聚氨酯涂料在木器涂料領(lǐng)域占有大量的 市場份額；涂膜外觀美好、具有良好的耐低溫性和耐化學(xué)品性的水性聚氨酯皮革 涂料，取代傳統(tǒng)溶劑型丙烯酸皮革涂飾劑、硝基纖維素皮革涂飾劑，成為皮革涂 料的主要品種。此外水性聚氨酯涂料還能應(yīng)用于塑料涂料、工業(yè)涂料和腐蝕保護(hù) 涂料，滿足不同的性能要求。 隨著對水性聚氨酯結(jié)構(gòu)、性能、成膜過程的反應(yīng)機(jī)理等進(jìn)一步研究，結(jié)合新 的水性多元醇聚合物的合成技術(shù)，水性聚氨酯涂料將會變得方便施工，涂膜性能 易于設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以滿足特殊用途。水性聚氨酯涂料的進(jìn)展為：進(jìn)一步完善和發(fā) 展高性能無缺陷水性聚氨酯涂料體系；依聚氨酯分子的可裁剪特性，在聚氨酯鏈 上引入特殊功能的分子結(jié)構(gòu)如含氟、含硅聚合物鏈，賦予聚氨酯涂膜多功能性； 在合成原料上采用可再生資源如植物油、松香及廢棄塑料制備多元醇，然后應(yīng)用 該多元醇合成水性聚氨酯，即可節(jié)省資源，又可改善水性聚氨酯涂膜性能。 水性聚氨酯涂料具有良好的耐磨性、柔韌性、耐低溫性、耐疲勞性，優(yōu)良的 粘附力，通過引人不同結(jié)構(gòu)可得到性能不同的涂料（如醚鍵可提高涂層的彈性） ， 應(yīng)用非常廣泛。 4.2應(yīng)用 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 二十一 頁 4.2.14.2.1 在建筑上的應(yīng)用在建筑上的應(yīng)用 作為地面涂料，當(dāng)基質(zhì)為水泥時(shí)，一般采用雙組分潮氣固化、催化固化聚氨 酷涂料，這類涂料與水泥地面粘合性好，不會因基質(zhì)微裂導(dǎo)致涂層開裂，而且一 次涂刷即可得到較厚的涂層，涂層光亮、豐滿，使用多年后性能仍然很好;當(dāng)基質(zhì) 為木地板時(shí)，涂裝用的水性聚氨酯涂料一般為多官能團(tuán)芳香族異氰酸酯自聚體與 脂肪酸改性交聯(lián)聚酷制成的雙組分涂料，具有快干、耐磨擦、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。 外墻涂料要求具有良好的耐光、耐候性，一般采用以縮二脈作交聯(lián)劑的聚氨酯涂 料，它具有快干、機(jī)械性能與耐化學(xué)品性能好的特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， “九五”期間，我 國每年新建住宅 10-12 億平方米，其中 50%的公用建筑用涂料裝飾，加上私人裝 修，估計(jì) 2010 年大約需建筑涂料 1 Mt，建筑涂料市場可謂極其廣大。 4.2.24.2.2 在汽車上的應(yīng)用在汽車上的應(yīng)用 汽車車身涂料一般刊份為州嘗：電泳涂層、中涂層、底色漆層、罩光滲層。 水性底色漆和水性中涂漆在歐洲廣泛應(yīng)用，西歐的水性中涂漆主要是水性聚氨酯 樹脂和封閉型異氰酸酯型樹脂兩種。 日本光西涂料公司開發(fā)的水性聚氨酷中涂漆， 施工粘度下固體分已達(dá) 61 %，VOC 含量為 12%，140烘干 30 min，達(dá)到溶劑型 中涂漆的性能。我國除上海通用轎車和上海大眾新建的第二條巧萬輛轎車涂裝線 是按照水性涂料施工設(shè)計(jì)建造的，其它廠家還沒有水性涂裝線。另外聚氨酯涂料 還可用作汽車的修補(bǔ)漆，德國 90%汽車修補(bǔ)漆是由雙組分脂肪族二異氰酸酯與丙 烯酸樹脂組成的涂料，涂層豐滿光亮。隨著 2002 年的臨近，我國環(huán)保法將對汽車 涂裝實(shí)施 VOC 排放限量要求，國內(nèi)水性聚氨酯涂料市場將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 4.2.34.2.3 在木器家具上的應(yīng)用在木器家具上的應(yīng)用 溶劑型聚氨酯木器漆性能優(yōu)良，能與溶劑型聚氨酯漆相媲美。雙組分水性聚 氨酯涂料的工?；?VOC 含量降低 70%-90%，并完全可以滿木器漆快干、光澤 度、適用期等性能需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997 年木器漆的消費(fèi)量為 88 kt，占個(gè)家具漆市 場的 70 %，而且 1997 年以來聚氨酯的年消費(fèi)量比較穩(wěn)定。隨著生活水平和環(huán)意 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 二十二 頁 識的提高，溶劑型聚氨酯漆必將有一部分被性聚氨酯木器漆取代，因此外國公司 紛紛看好國的水性聚氨酯木器漆市場。隨著我國加人世-貿(mào)易組織的談判日益深 人，國內(nèi)的貿(mào)易壁壘必：會有所改變，國內(nèi)企業(yè)若不抓緊時(shí)機(jī)開發(fā)出有競爭力的 水性聚氨酯木器漆，水性木器漆市場可為國外壟斷。 4.2.44.2.4 皮革涂飾皮革涂飾 皮革涂飾一般由聚氨酯樹脂、染料、助劑等組成，樹脂是其中的關(guān)鍵組分。 我國在這方面也展了一些研究，如安徽大學(xué)科招精細(xì)化工廠開發(fā)出耐光、耐水、 耐溶劑的綜合性能優(yōu)良的聚氨酯乳液系列產(chǎn)品。但國外皮革徐飾相比，國內(nèi)研究 的水性聚氨酯使用方法單一，品種少，光亮度低、耐干耐擦等性能與國外相比尚 有一定的差勝而且應(yīng)用研究不足。 此外，水性聚氨酯涂料還可用于防水、防腐及玻璃、塑料、鋼材等的裝飾和 保護(hù)。水性聚氨涂料的用途廣，但成本較高，這使其應(yīng)用受到一限制。隨著我國 石油化工的發(fā)展，特別是原料本的降低和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，水性聚氨酯；料 的應(yīng)用必將越來越廣泛。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 二十三 頁 結(jié)論結(jié)論 本篇論文就水性聚氨酯的發(fā)展前和相關(guān)工藝知識進(jìn)行了全面的分析與講解具 體如下 ： 首先了解了水性聚氨酯的未來發(fā)展前景之后就對其相對具體的生產(chǎn)工藝流程和 相關(guān)所需的原材料進(jìn)行了詳細(xì)的介紹與分析，并且也對未來水性涂料的應(yīng)用進(jìn)行 了較詳細(xì)的分類，很多相關(guān)知識有我實(shí)習(xí)期間相關(guān)工藝師給我們的培訓(xùn)，還有自 己在生產(chǎn)過程中自己的總結(jié)。才完成了本片論文和大家分享。 山東化工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第 二十四 頁 致謝致謝 在畢業(yè)論文即將完稿之際，我的心情尤其難以平靜。學(xué)海無涯，孤舟難行， 每每想起鼓勵(lì)我前行和成長的師長、同學(xué)，我內(nèi)心就充滿了感激。這篇論文能夠 順利完成，離不開他們多年來一貫的支持、關(guān)心和幫助。 首先要感謝我的導(dǎo)師高順長老師。導(dǎo)師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、寬厚 平易的仁者風(fēng)范和對科學(xué)的不懈追求、對事業(yè)的忘我奉獻(xiàn)精神都無時(shí)無刻不令學(xué) 生感動和鼓舞，并激勵(lì)學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)、生活中不斷進(jìn)取。高老師縱覽全局， 在課題進(jìn)行的自始至終都給予了極大的指導(dǎo)和支持。正是在導(dǎo)