美国华津思公司最近推出的HD1188 高柔韧性水性脂肪族聚氨酯分散体就是这样一款树脂。HD1188 高柔韧性水性脂肪族聚氨酯分散体是一款将硬度和柔韧性完美结合的高科技进口水性脂肪族聚氨酯分散体，被广泛应用于对高性能的水性涂料中。具体而言，HD1188 高柔韧性水性脂肪族聚氨酯分散体有如下特点：

• 优异的附着力：HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯的聚合物结构有助于分子链在基材表面的流动和润湿性，使得涂层与基材分子间紧密接触，达到高附着力。
• 超强的柔韧性：HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯采用美国最先进的合成技术，颗粒小，成膜性好，具有优异的拉伸强度。在单独使用时，用HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯配制的水性漆膜拉伸强度达到2，100psi，断裂伸长率更有255%之多，是不可多得的高柔韧性水性聚氨酯产品。
• 突出的耐磨性:  HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯在突出产品柔韧性的基础上，对硬度做出了最佳平衡。在Taber 耐磨实验中，用HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯配制的水性漆膜通过了1，000次的磨损试验。突出的耐磨性能帮助HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯成功应用于多种高性能要求的水性工业涂料中。
• 热稳定性能超强：HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯在长期高温环境下性能无损失，可以使用于耐高温的水性涂料之中。
• 在合适的配方条件下，有性能全面提高的空间：在选用合适的助剂的条件下，HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯可以作为水性烤漆树脂使用，达到全面功能提升。这为水性涂料配方人员提供了极大的灵活性。
• 优异的颜料分散性：HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯和各种水性色浆的相溶性好,使填料和颜料的功能得到最大发挥，涂料颜色鲜艳。

HD1188高柔韧性水性脂肪族聚氨酯非常适合于高端面漆的使用，和其他对韧性有高要求的产品，

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问题：我没有做过水性的，对水性的是菜鸟。我想知道，水性聚氨酯的是不是也要用固化剂？如果要用，比例是要达到多少？因为有水的存在是不是回消耗固化剂？还有我是想用这个做在电镀银上面的，能不能行？

回答：水性聚氨酯不是必须用催化剂。事实上，水性聚氨酯主要是为了单组分涂料设计的。也就是说，树脂本身已具备了高分子量。这一点与溶剂型的聚氨酯涂料有本质不同。质量好的聚氨酯光泽度可以达到90以上。在一些要求较高的应用中，添加少量的交联剂也是必要的。但这类交联剂大多不是异氰酸酯类的，交联机理也不同，不与水反应。关于电镀银的应用，请您与我们公司联系，我们有电镀领域用的防护产品。

希望我们的回答对您有帮助。如何您有更具体的要求，可以直接和我们联系。有关更多关于水性涂料的知识，您还可以访问华津思的水性涂料知识库，和我们的水性配方库中的配方。或通过我们的提问水性漆专家专栏直接向我们提问。

相关链接：

• 水性聚氨酯
• 水性镀银防变色剂

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水性玻璃漆开发的思路：

• 水性玻璃漆必须足够柔韧提供附着帮助，同时需保持 2H 以上硬度以抗划痕划伤；
• 对只简单清洁的玻璃底材表面提供优秀的附着力。
• 交联密度高至提供足够的耐化学性、耐溶剂及机械性质。
• 由于特殊的应用环境，水性玻璃漆必须提供足够的耐水性及湿态附着力。

水性玻璃漆配方首选体系：水性聚氨酯树脂或水性饱和聚酯 /HMMM 氨基及其他交联改性 .
水性玻璃漆配方次选体系：水性羟基丙烯酸（柔韧性单体合成）或添加水性饱和聚酯 /HMMM 氨基及其他交联改性 .
水性玻璃漆配方侯选体系：水性羟基丙烯酸（柔韧性单体合成） / 水性聚氨酯固化剂

因水性玻璃涂料溶剂（水）的渗透性弱、水性漆对玻璃的润湿性差、基材（玻璃）表面的光洁度高等缘故，如果不能正确掌握水性玻璃漆的配方技术，会导致水性玻璃漆难以在玻璃基材上产生良好的附着。华津思公司的水性聚氨酯因为其特殊官能团， 有卓越的附着力强、硬度高、耐腐蚀、耐溶剂性好等优点，非常合适用于水性玻璃漆配方中。

自干型水性玻璃漆配方：（单位： KG ）

为了获得更出色的性能,可以外加交联剂，如氮丙啶交联剂等。一般用前添加为好。

相关链接：

• R4188 高固含量的水性脂肪族聚氨酯分散体
• 水性涂料知识库
• 华津思水性聚氨酯分散体测试方法
• 华津思水性聚氨酯分散体配方要点

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漆膜在基材上的附着类型与附着性

漆膜在基材上的附着分为机械附着和化学附着2种类型。机械附着取决于被涂板材的性质(粗糙度，多孔性)以及所形成的漆膜强度；化学附着是指漆膜和板材界面处漆膜分子和板材分子的相互吸引力，它取决于漆膜和板材的理化性质。2种类型相比，通常认为化学附着的说法更切合实际，是最主要的漆膜附着类型。

考察漆膜对被涂物体表面的附着性，需要关注3个方面的问题：

1. 液态成膜物质对板材的润湿程度；
2. 基材表面上定向吸附层的形成；
3. 成膜物与基材界面形成双电子层。

漆膜的附着性取决于成膜物质中聚合物(或分子量更低的预聚物)的极性基，如-OH、-COOH，与被涂物表面的极性基之间的相互结合。为了使这种极性基良好结合，要求聚合物分子具有一定的流动性，让聚合物分子更好地湿润基材表面，使聚合物的极性基接近于被涂表面的极性基；当两者分子之间的距离变得非常小时(达到1A以内)，极性基之间由于范德华力、化学亲和力、氢键等内聚力的综合作用达到附着平衡。

漆膜与被涂表面的极性

从分子结构、分子的极性及分子相互作用力的观点来看，漆膜的附着力产生于涂料中聚合物分子的极性基定向，及其与被涂物表面极性分子的极性基之间的相互吸引力。只有两者之间极性基相适应，才能得到附着力好的漆膜；反之，极性好的涂料涂在非极性的板材上，或者非极性涂料涂在极性的板材上，都不会得到附着力良好的漆膜。

漆膜与被涂表面任何一方的极性基减少，都将导致漆膜附着力的下降：

1. 基材板面存在污物、油脂、灰尘等，降低了基材表面的极性，会引起附着力的降低。
2. 漆膜中极性点的减少，也会降低附着力。例如氨基醇酸漆烘干成膜时．醇酸树脂的-OH与氨基树脂中的-CH2OH进一步交联而不断被消耗了，造成了附着极性点的不断减少，这是氨基醇酸漆烘干后附着力降低的一个重要原因。漆膜中极性点的减少，既可能缘于涂料中不同组分之间的交联反应，也可能因为聚合物分子内的极性基自行结合而引起。

漆膜的内聚力与热膨胀系数

同类物质分子之间的内聚所引起的力，称为内聚力。涂层内聚力越大，附着力越差。涂料在干燥过程中，随着溶剂的挥发、交联程度的增大，成膜物质分子之间的内聚力增大，漆膜产生收缩现象，最终导致漆膜附着力的降低。因此，可以通过采取降低漆膜内聚力的方法来达到提高附着力的目的，常用的办法有：

1. 降低涂层的厚度，减小内聚力，提高漆膜对基材的粘附强度。
2. 往涂料中添加适当颜料，降低漆膜内聚力，改善漆膜在底材上的附着性。这是色漆比清漆的附着力普遍要好的重要原因。

漆膜与基材热膨胀系数的差异，也影响着漆膜的附着性能。众所周知，随着温度条件的变化，一切材料均会发生不同程度的体积收缩和膨胀。当涂料涂布于基材表面时，由于热胀冷缩的影响，涂料与被涂表面之间的粘结点将遭到不同程度的破坏。从总体上看，漆膜的热膨胀系数要明显大于基材的热膨胀系数，所以在温度变动时，漆膜的膨胀或收缩程度都比板材大，从而引起漆膜的相应变形，产生皱纹、龟纹等，降低了漆膜的附着力。涂料的热膨胀系数越小，涂膜的附着力越好，例如环氧树脂热膨胀系数比其他树脂小，所以环氧树脂漆膜的附着性好。

漆液对基材的润湿性

漆膜的附着力产生于涂料与被涂基材表面极性基之间的相互引力，而这种极性基之间的相互引力的产生是以涂料对被涂基材表面的良好湿润为前提的。由于涂料对被涂基材表面的湿润状况取决于漆液的表面张力，因此，降低涂料的表面张力，才能提高湿润效率，增强漆膜对基材表面的附着力。
涂料对基材的润湿是通过涂料的流动来实现的。漆液在应用中必须呈很好的流动态，即使粉末涂料也必须达到流动态；只能通过漆液的流动来湿润被涂表面，才能达到漆膜对基材良好附着的目的。一般而言，涂料湿润得不好，界面接触就小，附着力就差；反之，涂料湿润得好，界面接触就大，附着力就好。

涂料中有低分子量的物质或者助剂(如硬脂酸盐、增塑剂等)存在时，它们会在涂层和被涂物之间产生弱的界面层，影响漆液对基材的润湿性，降低附着力。此外，基材表面粘附有水、灰尘、酸、碱等杂质时，也会引起漆膜与基材间弱界面层的出现，防碍漆液对基材的润湿作用，减少极性点，导致漆膜附着力的下降。

结论

透明基料配方中添加一定种类与剂量的基材润湿剂与附着力促进剂，有助于提高漆膜的附着力；色浆的类型与质量，不仅关系到色浆与透明基料的相容性，也对漆膜附着力产生一定的影响。漆膜厚度、漆膜干燥时间、以及涂装养护环境的温度与湿度，都是影响水性玻璃漆膜附着力的重要因素。从漆膜在基材上的附着机理来看，漆膜与被涂表面的极性、漆膜的内聚力与热膨胀系数、以及漆液对基材的润湿性等，从理论上决定了漆膜附着性能的优劣。

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• 丙烯酸酯类：陶氏化学公司决定自4月1日起提高全球范围的丙烯酸酯类产品价格，包括冰丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸-2-乙基己酯，此次提价是继3月1日对北美地区产品提价5美分/磅之后的再一次提高价格。太平洋地区涨幅为110美元/吨。
• 聚氨酯原料: 陶氏欧洲瑞士Horgen公司日前宣布将在中东、非洲、印度次大陆等地区提高其聚氨酯原料产品的价格。TDI价格在此次调整中每吨上涨200美元，多元醇每吨上涨100美元。该公司在5月5日宣布新的价格体系将立即生效。
• 丁醇：巴斯夫宣布4月1日起在北美地区提价$ 0.05/lb 。提价的产品包括丁醇，异丁醇，辛醇， 2 -丙基庚醇，戊醇混合和戊醇混合衍生物（戊酯和异戊醇混合）。
• 其他：伊斯曼新戊二醇以及邻苯二甲酸产品提价、阿科玛旗下Altuglas丙烯酸树脂提价、雅宝铝特种化学品提价、霍尼韦尔发泡剂欧洲提价、毕克化学对旗下所属产品进行调价。

虽然其中有的价格上升并不针对中国， 但依旧需要引起我们的关注。 其中，对于涨价的原因， 陶氏化学丙烯酸单体全球业务经理Mark Bassett解释，虽然全球经济下滑，但原材料和运输成本增加，加上全球供需关系变化，为了维持盈利能力，保持供应的连续性，必须在一次提高产品价格。事实上，同去年相比， 原油价格已经有了大幅降低。在我看来，原料涨价的最大原因是原材料生产商面临着萎缩的需求，想通过价格调整而保持盈利水平。尤其对于陶氏，一季度收入下降97%， 并面临由于兼并罗门哈斯的高额贷款，格调上涨也是不难想象了。

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R4100 水性脂肪族聚氨酯分散体

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水性和粉末清漆能进一步减少溶剂的释放。现在粉末涂料正处在有利发展阶段。这些体系在生产线使用的适用性，将从1996年开始在欧洲和美国的中试生产线上进行试验。水性单组分清漆已经并正用在汽车涂装生产线上。上面这些体系的性能均优于丙烯酸/氨基清漆，但仍达不到溶剂型双组份PU体系的水平。为满足汽车在线涂装(OEM)的主要要求：包括高光泽，优异的耐化学性，耐划痕性及耐候性，已经研制生产了水性双组份PU清漆所用的原材料。 我们在这里介绍水性清漆交联反应的分析研究，并解释了施工性能的关键因素。同时也讨论了原材料发展前景和涂料组分混合的最佳工艺。

原材料选择：

1988年，Bayer公司首次报道了水性多元醇和无水多异氰酸酯交联形成一种漆膜。对体系进行优化后开发出了工业化产品，可用于工业涂装、木材涂装、塑料涂装、和汽车维修。在汽车OEM使用中同样也存在原材料匹配问题，这将通过进一步与涂料工业加强合作而进行开发。 用于汽车OEM涂装的水性双组分PU清漆是用脂肪族和脂环族多异氰酸酯与水性聚丙烯酸酯 及聚氨酯多元醇配制而制得。 疏水多异氰酸酯与溶剂型双组分PU清漆中的固化剂是完全一样的。水性双组分PU清漆的固化剂可用少量有机助溶剂稀释，达到合适的施工粘度。

水性多元醇是用有机酸来进行亲水性改性，再用胺中和。多元醇组分中，除水之外还含有特殊的添加剂和少量的有机助溶剂，以提高流平性和施工性能。

不同原材料影响漆膜性能如下：

• HDI多异氰酸酯-耐划痕性 
• IPDI多异氰酸酯-耐化学性 
• 聚氨酯多元醇-流平性(湿润性) 耐划痕性 
• 聚丙烯酸酯多元醇-耐化学品性，耐候性
• 聚氨基甲酸酯/聚丙烯酸酯混合物是这些水性体系最适用的组份。
• 根据耐划痕性和耐化学品性的需要，也可使用纯HDI/IPDI混合多异氰酸酯。

水性双组分PU清漆的化学反应：

多异氰酸酯的-NCO基和多元OH加成形成氨基甲酸酯结构，这是形成网状聚合物的主要反应。从整个体系看，多异氰酸酯和官能基团之间的副反应可形成如下结构：

• 与水反应→与中和剂反应→氨基甲酸酯
• 与羧基反应→酰胺

所有这些反应均能形成交链结构，具有高耐化学性。与有机酸反应形成酰胺基会极大地破坏体系的亲水性。其结果是得到具有优良耐水性的涂料。当多异氰酸酯/多元醇比率超过1.0时，能形成致密的氨基甲酸酯网络补偿多异氰酸酯网络。当多异氰酸酯/多元醇的当量比为1.5时，能满足汽车OEM涂装的要求。

烘烤型涂料的反应特性：

主反应和副反应的反应程度主要受固化温度的影响。汽车修补采用常温干燥的反应过程已被很多人研究，并有不少文献报道。与汽车修补相反，汽车在线涂装一般采用强制干燥型涂料。对溶剂型体系，干燥温度在120-140℃范围之内。由于水与溶剂具有不同的蒸发动力学，水性体系需要较长的闪蒸时间和在70-90℃进行预干燥。最后在与溶剂型体系一样的条件下进行固化。

下面的水性双组分清漆使用与生产线上相似的干燥条件。

1. 闪蒸：23℃，8分钟
2. 预干燥：80℃，5分钟
3. 固化：130℃,30分钟

NCO基团反应历程

干燥过程中， 在给定时间内NCO基的含量由IR光谱进行分析。OEM条件下，干燥过程中NCO含量的变化在室温闪蒸期间，NCO含量基本保持不变。在80℃预干燥时间内，-NCO基团的含量在5分钟内由98%降低到83%。大部分交联反应是在130℃时发生，经过30分钟后，多异氰酸酯被接到聚氨酯网络上。大约只有7%的残留-NCO基团能被测出。在室温下放置三天，-NCO基继续与多元醇及空气中水分反应，残留-NCO降至0.2%以下。此时聚氨酯网络完全形成。

水分的挥发

在干燥期间的任一时刻，异氰酸基团的反应能力受该时所有反应组分浓度的控制。整个挥发过程可由气相色谱分析给出详细的数据。水性双组份PU清漆的蒸发过程尽管水的挥发速率较低，但水作为挥发组分的主要组成部分离开漆膜仍相对较快。在室温闪蒸8分钟和80℃预干燥5分钟后，水的含量已降至0.5%以下。130℃固化5分钟后，水的含量已减少到0.2%左右。这意味着已没有水可在主交联反应过程中产生副反应了。二甲基乙醇胺(DMEA)作为中和剂时，起初浓度为1.7%，经80℃预干燥后检测，以液体清漆计，发现最多只有0.5%的中和剂。130℃固化5分钟后已降至0.1%以下。由于DMEA有可能与异氰酸酯反应，DMEA含量减少可能由于挥发或由于反应生成氨基甲酸酯所致。采用不含异氰酸酯固化剂的漆膜对此研究表明，在同样干燥条件下，约有30%的DMEA(绝对含量约0.4%)挥发掉了。这就表明在初始的双组份体系中，约有1.2%的DMEA和异氰酸酯基团反应，生成聚氨酯漆膜了。

华津思相关链接：
聚氨酯分散体

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