摘要:环保节能型水性聚氨酯涂料由于其具有较低的挥发性排放而被广泛的应用,在建筑行业中的应用,发挥着其重要的作用。建筑行业需要大量的涂料,造成了能源消耗和环境污染,因此利用环保节能型水性聚氨酯研制环保节能的建筑涂料,减少建筑工程中的能源浪费,节省工程造价,推动建筑行业更加快速稳定的发展。
关键词:水性聚氨酯;环保;节能;建筑涂料
水性聚氨酯涂料具有成本低廉、结构多变、防水性、耐溶剂性、低温适性等特点,这些特点决定了水性聚氨酯涂料成为了建筑行业首选的涂料,在建筑业中得到越来越多广泛的应用。针对水性聚氨酯涂料的特点进行分析,阐述其在节能和环保两方面的研究和应用。
一、水性聚氨酯涂料的概述
随着我国经济的不断发展,人们更加重视生活的质量问题,尤其是生活环境的环保和节能。在建筑行业,建筑项目也需要遵循节能环保的原则,在涂料的选择上一般会选择环保的涂料,从而可以满足人们环保节能的需求。水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,这种水性涂料具有良好的耐化学性、耐磨性、柔韧性、抗冲击性等优点,在建筑行业中的应用也具有较高的可塑造性。
二、在节能方面的研究和应用
(一)保温隔热材料的研究应用
建筑领域在进行项目工程建设节能方面最广泛的是减少热能的消耗,能够针对水性聚氨酯涂料进行了隔热保温材料的研究。聚氨酯、酚醛树脂以及高分子包覆的相变复合材料等是常用于建筑物外墙的保温材料,满足于建筑物对保温效能的要求。提高了这些材料的稳定性,才能具有更加优良的保温性能[1]。在冬暖夏热的南方地区,要解决的是冬季保暖和夏季隔热的问题,然而建筑物在进行夏季制冷的方面耗能比较大,因此可以利用水性聚氨酯涂料作为建筑涂料,吸收太阳能中含有的辐射,减少建筑物中热量的传递,从而达到了隔热的效果。
(二)间接节能
间接节能主要针对水性聚氨酯涂料的耐水性进行分析,水性聚氨酯涂料在研制的过程中会改变其特性,使其分子结构更加的亲水,更容易溶于水,导致了水性聚氨酯涂料的吸水量逐步增大,降低了涂料的耐水性,这就导致涂料在使用的过程中丧失了其性能,降低了保护性能,从而加大了建筑能源和材料的消耗。因此提高其耐水性,才能达到间接节能的目的。
因此针对水性聚氨酯涂料的特性进行分析研究,制定了几点有效的提升其耐水性的措施,第一是将水性聚氨酯树脂和其他的树脂进行融合,改变其性质,能够提高耐水性,一般会采用丙烯酸树脂、有机硅树脂等。第二种是在反应原料中加入交联剂,能够提高水性聚氨酯涂料中分子结构相互之间的关联度,减少了水分子的入侵和破坏,提高了涂料的耐水性[1]经过相关的研究实验表明,水性聚氨酯中分子结构会因为相关原料的加入而更加的牢固,亲水性会逐渐降低,耐水性上升。第三中是利用实验制造一种超支化的水性聚氨酯,它能够在分子内形成部分网络结构提高分析结构的坚固性,减少水分子对结构的破坏,从而提高了其耐水性。Eun-Hee Kim[3]等分别将Gac03、T102和黄土3种非金属矿物的纳米粒子加入水性聚氨酯丙烯酸酯中,通过膨胀实验和接触角实验可以得知,非金属矿物的加入增强了聚合物基体的疏水性[2]
三、在环保方面的研究和应用
(一 )UV固化水性聚氨酯涂料
UV固化水性聚氨酯涂料具有子哇技术和实行涂料的优点,主要是针對市场的需求和不断的研究产生的,这种涂料在工业涂料场上深受欢迎,具有无毒性和通用性。而最大的特点则是固化的速度快,能够节省施工的时间。UV固化水性聚氨酯体系主要是聚氨酯丙烯酸酯,它综合了聚氨酯和丙烯酸酯两者的性能,具有加高的柔韧性。
(二)进行防霉抗菌
在空气湿度比较大的地方,由于空气中含有较多的水分子,水性聚氨酯涂料含有高分子树脂等为微生物的生存提供了充足的养料,因此很容易受到微生物的污染,导致水性聚氨酯涂料发生霉变,破坏了涂料的分子结构,使其丧失了性能,降低了对基材的保护性能,同时也会对人体的健康造成一定的危害。因此需要在水性聚氨酯涂料中加入防止霉变和抗菌的药剂,能够有效的抑制住微生物的生长,及时在潮湿的环境当中,也能尽可能的避免微生物生章繁殖对涂料造成的破坏,提升其保护作用。
这种防霉抗菌剂会直接添加到涂料当中,过程简单,且不会对涂料的分子结构造成破坏,影响涂料的其他性能。一般在防霉抗菌剂的选择上,会选择含有银、纳米Ti02和纳米氧化锌等原料的无机抗菌剂[2]。
但是我国在水性聚氨酯的研究上还存在一些缺点,水性聚氨酯涂料成膜时间长;由于亲水基团的作用漆膜耐水较差;成品漆施工过程中易产生气泡,形成缩孔;原材料成本较高等,这些缺点严重影响了水性聚氨酯的市场发展,只有在不断的研究中,寻找方法克服这些缺点,才能有更好的市场发展前景。
四、结语
随着我国越来越重视环保和节能在各个领域的应用,研究节能环保型的材料是随着形势发展的必然举措。由于水性聚氨酯涂料具有较多优良的性能,因此其在进行各种研究实验之后,能够针对需求做出一定的改变,为建筑行业提供具有更多优良性能的环保节能涂料。聚氨酯的分子结构具有较高的可塑性,能够吸收其他分子结构,因此一般会在聚氨酯中加入其他树脂复合,提高聚氨酯的性能。在这条研究道路上,我国还处于刚刚发展的阶段,在随着其研究的步伐,会产生性能更加优良的水性聚氨酯涂料,推动了建筑行业的节能环保效益。
参考文献:
[1]杜佳芝.试析节能型高分子材料在建筑工程中的应用[J].节能环保,2017(11).
[2]张凡,杨建军,吴庆云,等环保节能型水性聚氨酯建筑涂料研究进展[J].粘接,2014 (2):75-79.
[3]KIM, EH, LEE,WR, MYOUNG, SW, etal.Characterization of waterborne polyurethanefor ecofriendly functional floor plate[J].Progressin OrganicCoatings: An Intemational ReviewJoumal, 2010, 1/2(1/2): 130-134.