ǰє: 近10多年来,保护地球环境舆论压力与日俱增,一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规。水性聚氨酯以水为基本介质,具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点。正因如此,世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯的开发,使得其发展在近年取得重大突破。

水性聚氨酯的基本概念及用途

聚氨酯(PU)是聚氨基甲酸酯的简称。通常是由二元或多元异氰酸酯与含有两个或多个活泼氢化合物逐步聚合而成。根据所用原料官能团数不同,可以是线型结构或体型结构。

    水性聚氨酯(PUD)是聚氨酯溶解于水或者分散于水中而形成的一种聚氨酯树脂,也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。具有无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好 、易于改性等优点。

    可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、木材加工、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂等多个方面。

水性聚氨酯的发展背景

1942年,P.Schlack就用1,6-己二异氰酸酯和N-甲基二羟乙基胺反应制得阳离子PUD,当时因PU材料刚起步,PUD制备工艺较复杂和物理性能不佳,未受到应有的重视,研究工作进展缓慢。20世纪60年代初,Bayer公司的Disterkh提出了内乳化工艺,并首次获得了有工业应用价值的PUD材料。20世纪60年代末,PUD成功应用于皮革涂饰。

    到了20世纪70年代,石油价格猛涨及对环境保护的日益关心,促使人们用PUD来代替溶剂型聚氨酯,以利节省能源,减少空气污染和毒性危害,提高生产的安全性和操作方便性,PUD合成技术在当时得到迅速 发展。20世纪70年代末,已解决了乳液制造工艺、稳定性、亲水性和增稠性等复杂技术问题,从试制阶段走向生产和实用时期。在20世纪60-70年代,有大量的PUD合成工艺专利公布。Disterkh在20世纪80年代初对这些专利及研究论文作了全面总结,将合成工艺归为4大类,即丙酮工艺、预聚体分散工艺、融熔分散工艺及酮亚胺、酮连氮工艺。

    20世纪90年代后尤其是21世纪初,全球经济进入第一次对原油需求超过供应的时期,溶剂价格随着原油价格飚升,加之环保安全意识深入人心,全球PU技术已进入一个重要时期,目前正朝着多品种、多功能、低消耗、优品质等方向发展,并广泛应用于涂料和水性胶等领域。

当前国内水性聚氨酯的发展环境

在2013年12月3日公安部取消史上最严厉的建筑保温材料标准65号文,聚氨酯迎来再次发展契机。尤其是《绿色建筑行动方案》显示,十二五期间,我国将要完成北方采暖地区既有居住建筑供热计量和节能改造4亿平方米以上。在利益的驱动下,加之我国商业环境使然,诸多企业开始一窝蜂转战聚氨酯产品,其结果就是聚氨酯产能过剩。加上国内几场大火将聚氨酯使得其负面性在建筑行业已经深入人心。现聚氨酯行业需要通过‘调结构、转方式、促发展’的政策来化解好产能过剩的危机;另一方面也要加快产业一体化进程,拉长产业链,提升产品技,从而增强产品市场竞争力。

   史上最严环保法:企业违法排污按日罚款不封顶。4月24日下午,十二届全国人大常委会第八次会议审议通过环保法修订案。在20个月中,草案经历4次审议,最终定稿。这部法律增加了政府、企业各方面责任和处罚力度,被专家称为“史上最严的环保法”。该法将于2015年1月1日施行。立法机关人士表示,这部法律能为应对当前日益严峻的环境问题提供支撑。后在十二届全国人大常委会第八次会议听取国务院关于节能减排工作情况的报告。国家发展和改革委员会主任徐绍史在报告中表示,下一步将强化目标责任制和问责制,对考核结果为未完成的地区,必要时由国务院领导同志约谈省级人民政府主要负责人,有关负责人在考核结果公布后1年内不得评优树先和提拔重用。

    有安全意识提升以及环保政策护航,今后中国市场正面临良好的发展机遇,预计PUD消费量增长将超过10%。

水性聚氨酯将在合成革、胶黏剂行业占据重要地位

目前在制革工业中,水性聚氨酯主要用于皮革涂饰、皮革填充、皮革胶黏剂等方面。在人造革/合成革方面,PUD可用于人造革(半PU/PVC)\胶黏剂(半PU底料、压延革上浆糊)和人造革(PVC)表面处理剂,也用于合成革贝斯、面层树脂、贝斯贴面胶、特殊底涂树脂及表面处理剂。由于PUD符合透湿透气性和安全性的要求,其在超纤革上也得以应用。目前,国内优耐克、博士达、华大、温州大宝、科天以及台湾大洋塑胶等企业均在大力推广水性聚氨酯人造革应用技术。如科天已经建成了万吨级水性聚氨酯树脂生产线,生产规模达50000t/a。

    近年来水性聚氨酯胶黏剂在中国发展迅速,国内水性聚氨酯胶黏剂已广泛用于植绒、薄膜、皮革、织物、棉或化纤、无纺布、纸张、食品包装复合塑料等多种层压制品的粘合、汽车内饰材料的粘结、木材等领域,并仍在不断延伸,例如锂电池的电极粘结、太阳能硅片复合保护、无线射频识别基材的柔性覆铝板等领域现在也在逐步采用水性聚氨酯胶黏剂。

水性木器涂料市场呈快速上升趋势

在木器漆水性化方面,研究与应用较多的是水性丙烯酸和水性聚氨酯,以及水性聚氨酯丙烯酸杂化体系。经过多年发展,水性木器涂料技术逐步成熟。

    在儿童玩具、工艺品应用领域,大部分已坐到以水性丙烯酸木 器漆取代硝基漆,再简单仿古家具上也有逐步取代的趋势。水性聚氨酯木器漆和水性聚氨酯丙烯酸酯木器在家庭木器装修、儿童家具、门窗、衣柜等领域有较广泛的应用,在对漆膜要求较高的如橱柜、餐桌、地板等领域,也有少量水性双组分聚氨酯涂料在使用。

    目前,国内对水性木器漆的刚性需求较多;中国是木制玩具、工艺品和家具的出口大国,特别是出口到欧洲和日本的木齐玩具、工艺品、家具等,近来年对环保的要求近乎 到苛刻的底部。同时在中国也存在着较多的潜在市场需求;随着环保意识的增强,国内高端品牌家具厂已开始向使用水性木器漆转移。

结束语

首先,从国际社会来看,水性聚氨酯技术不断进步,为其发展扫清了不少阻碍;再回到国内层面来看,现各阶层安全意识的提升,以及环保政策的紧锣密鼓推进,更为水性聚氨酯的发展创造了很好的环境。由此可见,未来水性聚氨酯在国内发展前景必然广阔。

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