随着社会的发展，传统涂料有了质的变化，从早先的醇酸漆到现在的溶剂型聚氨酯涂料，产品性能有了极大的提高，特别是在木器制造行业。但是，在性能提高的同时所带来的是环境的污染，这是溶剂型聚氨酯涂料不能改变的现实。
随着社会对环保要求的越来越严格，水性聚氨酯木器涂料应运而生，并有了较大的突破。因为水性聚氨酯涂料具有无毒、不燃、无环境污染、无 VOC，并且节约能源。水性聚氨酯作为一种合成高分子材料综合性能优异，符合当前涂料的发展方向。
本文研究了不同原料及工艺对木地板用水分散体性能的影响。
1 试验部分
1.1 主要原料
聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，甲苯二异氰酸酯(TDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，1，4- 丁二醇，1，6- 己二醇， TMP ，dMPA，三乙胺、乙二胺 ，NMP ，上述原料均为进口；丙酮(工业品)，流平剂、消泡剂、润湿剂等(迪高公司)。
1.2 聚合工艺
在装有搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中，加入定量的聚碳酸酯和聚酯多元醇的混合物，加温、熔化、开搅拌，升温至120℃、真空-0.06MPA脱水1H，降温至40℃，先后加入定量的 IPDI 、 TDI ，升温至100℃左右反应1h，降温加入dMPA、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、丙酮等，升温至 80～ 90℃反应2H，然后降温至40℃加入催化剂 NMP 、丙酮，升温至55℃左右反应3H，测异氰酸含量达到规定值后降温至30℃，将所得聚合液移至分散机下，在中速搅拌下加入三乙胺中和反应3min，高速加水、乙二胺分散，得到乳白色半透明发蓝光的液体，升温，脱AC后得到水性聚氨酯分散体，检测待用。
1.3 性能测试
水性分散体的性能测试结果如表1所示。
表1 水性 PU分散体的性能指标及测试结果
2 结果与讨论
2.1 聚酯多元醇对产品性能的影响
用来制备水性聚氨酯的多元醇大致分为聚酯型及聚醚型两种，其它的还有蓖麻油类多元醇，其在合成聚氨酯方面起着非常重要的作用。多元醇化合物的种类、分子量、官能度、分子结构等决定了树脂的物理化学性能，所以多元醇在合成配方中的地位非常重要，其它组分用量均以它为基础用量进行调整。
讨论中对不同的多元醇，进行了多次的调整，综合其性能，确定以聚碳酸酯多元醇为主，配以聚酯多元醇作为研发的主要原料，具体比较结果见表2。
表2 不同聚酯多元醇对涂膜性能的比较
2.3 亲水性扩链剂的选择及用量
亲水性扩链剂是向体系中引入亲水性基团，是水性聚氨酯制备工艺中使用的特殊原料。通常由羟基、磺酸基及仲胺基等。现选用的是dMPA，根据实验结果当添加量在14%～17%时，其聚合液黏度、分散性、柔韧性等综合性能最好。
2.4 扩链剂的选择
根据产品的使用特性，需要耐磨性和耐水性好及有足够硬度的，根据实验结果1，4-丁二醇、1，6-己二醇、TMP的混合物符合以上要求，效果好。
2.5 温度控制
当原料确定后，同一配方在不同的温度下反应，经过多次试验，反应的物料不同，温度也有变化。当聚酯与异氰酸酯进行反应时，温度应控制在90～100℃。亲水基因、扩链剂参与反应时，温度不应超过90℃，所得聚合物黏度适中，分散容易，效果好；反之，聚合液黏度过大，分散困难或黏度小、分散液白、无蓝光。
3 涂料的应用
3.1 涂料配方
水性聚氨酯木地板涂料配方见表4。
3.2 生产工艺
(1)将d、E、F加入到C中搅拌均匀成透明状液体；
(2)将(1)与B混合均匀，无分层；
(3)准确称量A移至分散机下，在搅拌状态下缓慢加入(2)，中速搅拌30min；
(4)根据客户要求可加入适量增稠剂或哑浆以提高其黏度和调整光泽度。
3.3 性能测试结果
水性聚氨酯木地板涂料及涂膜性能见表5。
表5 水性聚氨酯木地板涂料性能指标及测试结果
4 结论
(1)用聚碳酸酯与聚酯多元醇特定比例混合物和TDI 、 IPDI 进行聚合反应，用1，6-己二醇、1，4-丁二醇和TMP进行扩链，所合成的预聚体性能符合产品要求，并且耐磨及耐水性能特别优良。
(2)分别改变聚酯及聚碳的配比，1，6-己二醇、1，4-丁二醇和TMP的配比，所制得的成品技术指标比(1)有所不同，尤其是硬度及耐水性均有所降低，其它性能变化不大。
(3)该产品符合木地板涂料涂刷要求。
(4)解决了国内长期困扰水性涂料在家具表面(特别是桌面、台面)应用的诸多难题，表面耐划伤、耐水性、硬度等性能明显提高，可以在家具制造行业推广应用。
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