氮化硼改性水性聚氨酯涂料的工艺研究
摘 要:
本文介绍了水性涂料目前的优势及未来的方向，氮化硼在水性聚氨酯涂料中的分散方法以及应用于涂料行业的现状，总结了近几年纳米材料以及纳米氮化硼材料对水性聚氨酯涂料改性的研究成果，分析和探讨了纳米氮化硼材料应用于水性涂料所存在的问题，最后展望了氮化硼材料在水性聚氨酯涂料领域中的应用与发展方向。
关键词:氮化硼；水性聚氨酯；表面改性；
一、引言
传统的溶剂型涂料在固化过程中会产生挥发性有机化合物（VOC），如果不能进行有效控制，VOC还会对大气造成二次污染[1]。为了顺应环保趋势，现阶段一个有效的改进方案是以水性涂料､高固含涂料等环保型涂料逐步取代高污染、高有机挥发物的溶剂型涂料[2]｡其中，水性涂料主要以水为溶剂或分散剂。这样既减少了有机溶剂的使用，又大幅度地降低 VOC的排放，也符合涂料行业的趋势。
在当前国家极力倡导绿色低碳环保的大背景下，VOC作为现阶段涂料行业主要的大气污染物，成为了国家防治和治理工作的重点之一，随着国家对环保越来越重视，涂料行业作为VOC排放的主要行业之一，国家的监督和管控也必然会越来越严格。近年来，家居涂料和汽车涂料水性化程度不断提高，但是在其他涂料领域（如工业涂料以及重防腐涂料领域涂料）的水性化仍然需要进一步推进。
目前来看，溶剂型涂料尤其是工业涂料和重防腐涂料等涂料的水性化存在很多技术难题和成本压力。从技术的角度来说，和溶剂型涂料相比，水性涂料涂层成膜后的硬度低、耐磨性差、耐冲击性差、附着力差。作为工业涂料时，耐盐雾能力和防闪锈能力远远不及传统的溶剂型涂料。此外对环境温度和湿度十分敏感，固体含量低于常规溶剂型涂料，且水乳化和水分散涂料更难以长期贮存等。从企业成本的角度来说，水性涂料生产工序复杂，工业涂料和重防腐涂料的水性化后成本远高于传统的溶剂型涂料，这同样是一个涂料水性化的痛点。
一般对水性聚氨酯改性的常见方法有丙烯酸酯类及含乙烯基的单体改性、环氧树脂改性、有机硅氧烷改性和多元改性方法等[3]，这些方法能够有效地提高水性聚氨酯的耐水性以及物理性能，但却不能赋予其光、电、磁以及热等方面的特性。由此,我们想到了最近几年发展火热的氮化硼材料，氮化硼粒子具有与宏观颗粒所不同的特殊的体积效应(小尺寸效应)、表面界面效应和宏观量子隧道效应等,表现的出独特的光、电、磁和化学特性,为制备高性能、多功能复合材料开辟了一个全新的途径。
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