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水性ポリウレタン樹脂の性能指標-密着性、耐水性

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水性ポリウレタン樹脂の性能指標-密着性、耐水性

水性ポリウレタン樹脂の性能指標-密着性、耐水性
May 13, 2024
水性ポリウレタン樹脂接着性の性能指標

水性ポリウレタン樹脂は水素結合、パルス結合、イオン結合などの極性基を比較的多く有しており、基材表面との間にはクーロン力、ファンデルワールス引力、水素結合が存在します。一部のポリウレタン接着剤は NCO でエンドキャップされており、表面 H2O と反応して化学的接着を確立します。理想的な接着状態は、被着体界面の結合力が被着体の凝集力を超え、接着体の凝集力よりも低い状態です。接着剤と被着体の表面引力が等しく同極性の場合、界面張力が小さく接着強度が高くなります。水性ポリウレタンは、多くの種類の基材、特に極性基材や多孔質基材に対して良好な接着性を示します。溶剤タイプと同様に、被着体により接着強度に差が生じます。次の表は、さまざまな基材に対する水性ポリウレタン接着剤の接着強度データを示しています。表から、水系ポリウレタン接着剤は可塑剤を比較的多く含む軟質塩化ビニルに対して良好な接着性を示すことがわかります。

水性ポリウレタン分散体

フィルム光沢:
一部の応用分野では、水性ポリウレタン製品にはより優れた塗膜光沢が求められます。塗膜の光沢に影響を与える要因としては、主に塗膜の光沢と塗膜の分子構造が挙げられます。平面上の光の反射効果は明ら​​かです。反射角が大きいほど反射光が強くなり、表面の光沢度が高くなります。逆に表面に凹凸があると乱反射が起こり、反射角での光量が弱まってしまいます。ポリウレタンエマルションの場合、乳化効果が悪かったり、エマルション中に分散できない粗大粒子が存在したり、施工時に塗膜に凹凸があった場合、塗膜の光沢が低下します。塗膜表面の光沢が同じ場合、その光沢は塗膜形成材料のモル屈折率Rに関係する。 Rが大きいほど光沢が高くなります。一般に水系ポリウレタンはレベリング性が良く、各種成分との相溶性が良好であり、高光沢を得るための重要な条件となります。
水性ポリウレタンの耐水性の性能指標
通常、イオン性親水性モノマーの使用量が増加すると、フィルム形成材料の吸湿率や体積膨張率が増加する。ポリウレタンの固有の欠点を克服し、エマルジョンコーティングの耐水性を向上させるために、架橋方法を使用することもできます。単一成分の自己架橋システムでは、メチルイミン架橋と自動酸化架橋という 2 つのアプローチを採用することもできます。メチルイミン架橋の原理は、ポリアミン間の反応に基づいています。
塩基の供給源はアセト酢酸、アルデヒドまたはケトンであり、これらは酸によって触媒されてメチミンを生成します。中和剤と水が蒸発すると、システムの pH 値が低下し、急速な架橋反応が発生します。得られる塗膜は耐薬品性が高く、硬度が高く、安価であるため、塗装業界で広く使用されています。自動酸化架橋ポリウレタンは通常、多価不飽和脂肪酸または油を添加します。このエマルジョンを基材に塗布すると、コバルト、マンガンなどのドライヤーやコバルトなどの金属石鹸の影響で空気中の酸素と反応します。この反応により架橋が生じ、この方法により得られるポリウレタンエマルジョン塗膜は、比較的耐薬品性、外観に優れ、木材への濡れ性も良好であり、特に屋内床塗装に適している。外部結合法では、アジリジン、カルビミド、金属塩化合物、親水性ポリイソシアネートを用いて室温で架橋します。架橋反応はポリウレタン分子のアンテロープ基で起こります。


この架橋剤は、架橋反応速度が速く、短時間でゲルを生成してエマルジョンを破壊するため、通常、ポリウレタンエマルジョンを塗布する際に添加されます。外部接触法により得られる塗膜は優れた性能と幅広い適応性を備えています。しかし、追加の架橋剤はより高価であり、得られる二成分系は適用期間が比較的短いため、適用に不便が生じる。熱活性化架橋および UV 架橋も使用できますが、使用中にベーキング装置と UV 光源が必要です。新しい架橋システムの開発トレンドは、常温架橋システム、高い架橋密度、比較的安定した保存性、低コスト、優れたコーティングの物理的および機械的特性を備えた水分散ポリウレタンシステムを開発することです。
水性反応性基を含むポリウレタン分散液をポリアルデヒド基を含む架橋剤と混合して、単一成分ポリウレタンを調製します。このマルチアルデヒド系架橋剤は、水中ではポリウレタンと反応しません。混合水分散液は保存に対して比較的安定です。膜形成プロセス中に水が蒸発することにより、室温で架橋反応が起こり、安定した化学結合が生成されます。 、塗膜の耐水性を向上させます。

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