聚氨酯弹性体由于其结构具有软、硬2个链段,因此可以通过对分子链的设计,赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等性能,被称为“耐磨橡胶”的聚氨酯同时具备了橡胶的高弹性和塑料的刚性。
受到环境保护要求以及整个涂料行业可持续性发展要求的影响,业内有关人员积极探索并研发具有环保效益的聚氨酯涂料产品,如光固化聚氨酯涂料、高固含量低黏度聚氨酯材料、以及粉末聚氨酯材料等。以粉末剂方式所呈现的聚氨酯涂料能够具备良好的物理机械性能以及耐化学品性能,同时还表现出了良好的外形美观性。水性聚氨酯分散树脂材料与其他结构的聚合物材料相比存在大量优势,且与环保要求相契合,可在水中分散,无游离的异氰酸酯,性,对底材的附着力良好。水性双组分聚氨酯涂料是由含-OH基的水性多元醇和含-NCO基的低黏度多异氰酸酯固化剂组成,其涂膜性能主要由羟基树脂的组成和结构决定。
通用型异氰酸酯,即芳香族异氰酸酯是目前聚氨酯工业使用广泛的异氰酸酯,由于结构中与苯环相连的亚甲基易被氧化生成醌类发色基团导致材料发生黄变。常用的通用型异氰酸酯有TDI、MDI和聚甲基聚苯异氰酸酯(PAPI)等。TDI常温下为液态,使用方便,是聚氨酯工业中早使用的异氰酸酯。
为改善通用型异氰酸酯引起聚氨酯材料黄变的现象,除使用相关助剂外,应该避免苯环共轭醌式结构生色团的产生。为此研究者们开发了许多耐黄变型异氰酸酯:如苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮异氰酸酯(IPDI)等。
化学改性是一种通过聚合物化学反应改变分子链上原子或原子团类型及其结合方式的改性方法,其中嵌段、接枝等是聚氨酯胶粘剂常用的几种化学改性方法。其中的环氧树脂改性聚氨酯胶粘剂、丙烯酸酯改性聚氨酯胶粘剂、有机硅树脂改性聚氨酯胶粘剂是行业内竞相开发的目标。环氧树脂具有良好的粘接性、耐腐蚀性、高强度等诸多优点,但是韧性较差,将环氧基引入聚氨酯体系中能够获得性能更好的产品。硅烷改性聚氨酯胶粘剂不但能够提高柔韧性还能避免传统聚氨酯胶粘剂固化易起泡、对光滑基材粘接性差的缺点。 [6]
聚氨酯硬泡时候应用在建筑保温领域的材料,其结构简单、产品寿命长、施工、耐火等级较高且综合造价低。 [3]随着中国节能环保政策不断落实,建筑行业在“十三五”期间将会面临更严苛的考验,聚氨酯硬泡将会广泛应用在建筑保温领域。此外,聚氨酯作为重要的防水涂料,普遍应用在建筑屋顶、外墙、顶板、地下室、厨卫间、道路桥梁等部位,随着中国轨道交通和高速铁路事业不断发展,聚氨酯防水涂料还会普遍应用在铁路建设领域。 [3]目前(2015年)中国建筑行业聚氨酯消费量大约在125万t,占据总消费量的20%,而发达国家在相同行业的总消费量为35%。结合数据分析,不难发现中国的聚氨酯硬泡在建筑行业还有很大的发展空间。