國(guó)內(nèi)聚氨酯涂料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

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)

1 降低異氰酸酯預(yù)聚物的游離單體含量

在一些先進(jìn)國(guó)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(duì)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(shí)，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(guó)這部分技術(shù)相對(duì)不足，缺乏所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，目前沒(méi)有較大規(guī)模用于去除游離單體的專(zhuān)用設(shè)備，只能通過(guò)改變配方或增加反應(yīng)程度來(lái)降低殘留單體含量。然而這些措施不但會(huì)直接導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定、產(chǎn)品粘度過(guò)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(wèn)題依然無(wú)法得到根本解決[2]。因此，必須加大相關(guān)實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)設(shè)備的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)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(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)。

2 單組分涂料能分配更多市場(chǎng)配額

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(shí)，區(qū)別于雙組分的不便，單組分包裝無(wú)需另外按準(zhǔn)確比例稱(chēng)重，開(kāi)桶即用，避免了計(jì)量配料的麻煩，省時(shí)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(shì)。

3 研發(fā)MDI系列產(chǎn)品

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(xiǎn)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(jià)格相對(duì)略高一些，國(guó)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(duì)稱(chēng)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(shì)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(duì)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(dòng)我國(guó)聚氨酯涂料的發(fā)展。

4 重視發(fā)展水性建筑涂料

由于傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯(PU)在生產(chǎn)、使用過(guò)程中會(huì)釋放多種有害物質(zhì)，對(duì)人體的健康構(gòu)成威脅，從而使水性聚氨酯(WPU)的開(kāi)發(fā)逐漸成為熱點(diǎn)。2018年是我國(guó)涂料行業(yè)歷史上最為嚴(yán)峻的考驗(yàn)?zāi)?，環(huán)保法規(guī)對(duì)企業(yè)要求越加嚴(yán)格，更多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到以環(huán)保促轉(zhuǎn)型、以綠色謀發(fā)展是企業(yè)未來(lái)的必由之路，全行業(yè)大大加快了轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐[3]。

水性建筑涂料具有環(huán)境友好，安全無(wú)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(lái)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(jì)，目前我國(guó)已成為世界上最大的 WPU消費(fèi)市場(chǎng)，但是我國(guó)市場(chǎng)上在售的 WPU涂料無(wú)論是品質(zhì)還是市場(chǎng)占有率上仍不容樂(lè)觀(guān)，在與國(guó)外產(chǎn)品相比之下缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，因此加大對(duì) WPU的研發(fā)和應(yīng)用具有十分重要的意義。

5 發(fā)展高耐候性涂料，向多功能性涂料發(fā)展

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(lái)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(mǎn)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(guó)家或地區(qū)大量使用，其中占日本防水市場(chǎng)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(lái)越受到全社會(huì)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(wèn)題，下雨時(shí)會(huì)出現(xiàn)麻面和凹坑，粘結(jié)強(qiáng)度會(huì)下降甚至脫落等等[5]。為了滿(mǎn)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(shì)所趨。