聚氨酯应用现状
我国自20世纪50年代开始展开对聚氨酯涂料的研发与应用工作。随着社会大众物质生活水平的不断提升与改善，有关汽车加工、家具制造加工、石油化工、机械工业、桥梁船舶等一系列产业的发展速度不断提升，聚氨酯涂料凭借其突出的性能优势，开始进入快速发展的全新阶段。据统计数据显示，自1980-2004年期间，各个行业领域中有关聚氨酯涂料的使用量呈现出了非常快速的发展趋势，聚氨酯涂料总使用量实现了自0.17万～20万t的突破式发展，聚氨酯涂料产量仅次于醇酸树脂漆涂料、丙烯酸树脂漆涂料以及酚醛树脂漆涂料，成为了涂料领域中的第四大品种，并且这一发展趋势延续至今，其产量以及使用范围仍然保持着非常快速的发展趋势。
在有关聚氨酯涂料的生产加工企业中，负责聚氨酯涂料研发应用的企业多集中分布于珠三角以及长三角地区，截至目前所开发聚氨酯涂料品种达到60余种。需引起注意的是，受资金投入及技术开发力度等因素的影响，多数有关聚氨酯涂料的开发企业以合资企业、外商独资企业以及国内规模较大生产企业为主，市场定位以中高档商品为主，乡镇企业则多以低档产品为主要定位。
从聚氨酯涂料研发应用的角度上来说，最为主流的仍然表现为双组分聚氨酯涂料，它在木器家具涂装等领域中应用范围不断扩大与提升。除此以外，单组分聚氨酯涂料仍然在汽车加工、地下室防水等领域中有着非常强的应用优势，此类涂料以聚氨酯为主要材料，在各类色漆以及清漆生产中有着非常好的应用价值。新研发丙烯酸聚氨酯漆选用缩二脲作为固化剂，在汽车修补用漆中的应用价值相当可靠。尤其对于轻型汽车、大型客车以及面包车而言，车辆加工中的涂装功能非常值得肯定，市场前景相当可观。在丙烯酸聚氨酯涂料基础之上研发的多类新型聚氨酯涂料还可以在其他制造加工领域中发挥应用价值，以满足家电、火车等加工物对加工质量所产生的要求。
除此以外，可适用于地板涂装、机床涂装、航空航天设备表面涂装等领域的专用聚氨酯涂料正处于加速开发与研究阶段当中。有关报道中针对目前聚氨酯涂料的分类、特点以及应用领域进行了综述与分析。
聚氨酯研发进展
（1）水性聚氨酯涂料
1942年，Shlack首次成功地制备了阳离子型水性聚氨酯，20世纪70年代水性聚氨酯开始工业化生产，发展到现在，全世界水性聚氨酯树酯年产量约为5万～6万t。水性聚氨酯涂料选用水作为涂料分散介质，整个聚氨酯涂料结构体系中有机溶剂较少存在，契合了当前环境保护对涂料领域所提出的节能减排要求，因而有关水性聚氨酯涂料在相关领域中的应用与发展问题日益受到业内人士的关注与重视。截至目前，虽然我国整个涂料领域中，有关聚氨酯涂料的应用比例仅在4%左右，但水性聚氨酯涂料的工程应用近年来正保持着近10%的增长速率。一般情况下，水性聚氨酯涂料无需额外添加分散剂或乳化剂，分子大小以及分子结构可以视情况作出适当的调节。鉴于这一特点，相较于传统意义上应用比较广泛的乳胶涂料而言，水性聚氨酯涂料能够具备更好的低温成膜特性，无需添加收益当比例的可塑剂以及成膜助剂。水性聚氨酯涂料相较于其他涂料而言，不但具有良好的外观，同时干燥时间短，在木器涂料领域中表现出了得天独厚的优势。传统意义上的溶剂型丙烯酸皮革涂料开始逐步被水性聚氨酯皮革涂料所取代，凭借在耐化学品以及耐低温性方面的优势，备受皮革涂料领域人员的关注与重视。除此以外，该类材料还在塑料、车辆、工业以及防腐等相关领域中发挥着非常确切的应用价值，具有相当广阔的发展空间。
水性聚氨酯涂料性能仍然存在一定的局限性，耐水性不足是影响水性聚氨酯涂料在实践中应用的最主要因素之一。除此以外，在工程施工期间，有关水性聚氨酯涂料的应用也存在一定的问题，如对于双组分水性聚氨酯涂料而言，掺入施工原料中后干燥速度相对比较缓慢，需要较长时间进行维护。在水性聚氨酯涂料与水反应的过程当中所产生的二氧化碳气泡可能大量残留于涂膜内，影响其性能。并且，高昂的成本也成为了影响水性聚氨酯涂料工业化应用的主要因素之一。更为关键的是，在水性聚氨酯涂料中，所添加的大量水性涂料可能对工程建筑中的铁质基材产生影响，导致闪蚀问题的产生，甚至影响表面涂料的湿润性与外观性能。针对上述问题，为促进水性聚氨酯涂料的进一步发展，后续应当将复合型改性水分散聚氨酯涂料作为发展方向与研究重点，尝试将一些功能较为特殊的分子结构，如含硅聚合物链、含氟聚合物链条引入聚氨酯链中，以改善涂膜综合性能，发挥其在耐高温、耐水以及耐候性方面的优势。也可将低VOC以及高性能双组分水性聚氨酯涂料作为研究开发的重点，在降低聚氨酯涂料成本的同时，提高使用效率。
（2）改性聚氨酯涂料
对于较为单一的聚氨酯涂料而言，在工业化生产应用过程当中，其外形、光泽度、耐水性以及硬度还存在一定的局限性，因此可以尝试通过研发改性聚氨酯涂料的方式，以提高其性能水平。当前技术水平下，聚氨酯材料可以适用的改性方式包括两种类型：第一种是通过化学方法干预的方式，使聚氨酯涂料能够具备两种或两种以上的特性； 第二种则是通过物理方法干预的方式，将特性互补的两种或两种以上树脂材料进行混合，使聚氨酯涂料能够具备多样化的性能。其中，对于有机硅材料而言，该材料具有无腐蚀、无毒性、耐燃性、耐臭氧性、耐气候老化性、电绝缘性等一系列特点与优势，在聚氨酯涂料改性加工中有着非常好的应用价值。Bayer公司率先进行了聚氨酯粉末涂料的基础研究和开发，成功研制了封闭的异氰酸酯交联体系，常用的是己内酰胺封闭的IPDI固化体系，其固化温度在170 ℃以上，这种高温固化有利于涂膜的高度流平，是无挥发性副产物放出的品种。既往报道中也指出，尝试将有机硅材料与聚氨酯涂料相结合，应用适当方法进行改性加工，能够明显克服聚氨酯材料存在的性能缺陷，对扩大聚氨酯材料应用领域而言有非常确切的价值。同时，聚硅氧烷的化学结构较为特殊，表现出优秀的稳定性、生物相容性、电绝缘性以及耐高低温性。自20世纪40年代开始被广泛应用于工业化生产实践中，在改性聚氨酯材料研发过程当中，可以尝试以聚硅氧烷为软段，合成聚硅氧烷－聚氨酯嵌段共聚物，以突出聚氨酯以及聚硅氧烷两者的优势，彰显该改性聚氨酯涂料在表面富集性、介电性以及生物相容性方面的突出优势，有非常大的应用空间与发展潜力。
（3）环保型聚氨酯涂料
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，业内有关人员必须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，无有利的异氰酸酯，无毒性，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。
单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料，并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的储存稳定性、涂膜力学性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，应当作为环保型聚氨酯涂料非常重要的发展方向之一。而从未来发展趋势上来看，聚氨酯粉末涂料已成为当前整个涂料领域中最为主流的发展方向之一，在各类粉末涂料乃至聚氨酯涂料中所占据的比例不断提高。如对于汽车涂料加工市场而言，在涂料产品开发过程当中，应当以聚氨酯粉末涂料为最佳选择与发展方向，同时通过技术创新研发的方式，研发对低温环境有良好适应性，同时无挥发性副产物产生的新一代聚氨酯粉末涂料，该新型粉末涂料在性能上与双组分溶剂型聚氨酯涂料有良好的相似性，可以适用于新一代汽车生产线涂料制造与加工领域，在保障涂料性能的同时，体现出了良好的环保效益，具有非常可观的综合效益。
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