水性聚氨酯涂料发展迅速市场前景乐观 朱则刚（湖北十堰东风汽车公司，湖北 442001）摘要：水性聚氨酯是一种环境友好型高分子材料。
根据水性聚氨酯涂料将成为未来涂料产业的发展趋势，论述了水性聚氨酯广阔的市场空间，介绍了水性聚氨酯涂料的性能特点和主要应用领域，研究了水性聚氨酯木器漆常用的交联方法；并指出了水性聚氨酯木器漆的发展方向。
关键词：聚氨酯 水性涂料 市场前景1 水性聚氨酯涂料将成为未来涂料产业的发展趋势涂料是家庭装修中使用面积最大、应用最为广泛的一类装饰材料，可涂刷于墙面和木器品表面，起到装饰和保护的作用。
当今中国正向环境友好和更高性能的涂料方向发展。
在高性能与环境友好两者的相结合的竞争中，聚氨酯涂料成为涂料工业的原材料供应商首选产品之一。
如今世界上的所有顶级涂料公司都在一定程度上使用基于聚氨酯的产品来服务他们多样化的市场和客户。
聚氨酯在耐腐蚀性、耐候性、耐刮擦性等方面性能优异，同时具有环境友好这一特性。
木器涂料可分为水性和油性两类，现在常用的聚氨酯和硝基木器漆是溶剂型油性涂料，以苯、甲苯、二甲苯、游离TDI等有机溶剂为稀释剂，虽然凭借高硬度、耐磨性、快干性一举占领了木器漆市场，但其在安全、环保和健康方面的性能缺陷却始终很难回避。
1970年水性木器漆起源于欧洲，由于欧美发达国家的环保法规日益严格，导致油性木器漆难于达标，近年来水性木器漆的应用直线上升，并作者简介：朱则刚（1956—），男，湖北武汉人，大学本科学历，东风汽车公司工程师，从事汽车运用工作。
逐渐取代传统的油性木器漆，作为一种新型的绿色节能涂料，水性木器漆是公认的未来木器涂料领域的主导力量。
时下异军突起的水性木器涂料，以水稀释，不含有机溶剂，无毒无刺激气味，同样能达到出色的表面涂装效果，而且更加安全、环保、健康。
对于一直是油性漆占据主导地位的中国木器漆行业，虽然国家有关部门和各级涂料协会为减小油漆给人体和环境带来的危害，制定新的国家标准对有害物质含量作了新的限制，但这无法从根本上改变目前家装的环保现状。
尽管聚氨酯涂料在中国只占整个涂料领域的4%，然而水性涂料正以大于8%的平均增长速率增长。
水性聚氨酯涂料是传统涂料材料的有效替换品，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。
根据有关分析资料表明，目前，水性聚氨酯的应用水平在30%左右，年均增长速度在7％～8%左右。
其中用量最多的是建筑涂料市场，约占一半以上，其次是胶粘剂、油墨、光油等市场方面。
今后，水性聚氨酯依旧是一个热点，将在进一步降低VOC的基础上，开展水性聚氨酯交联机理研究和新型交联剂的开发，提高水性聚氨酯室温固化的性能；开展施工工艺研究，降低环境温度和湿度对水性聚氨酯涂膜外观的影响；解决水性聚氨酯涂料涂膜的丰满度低、光泽度低的问题，开发高性能涂料，以扩大其应用领域；通过进一步降低水性聚氨酯成本，解决好水性聚氨酯技术应用问题。
水性聚氨酯涂料的柔韧性、机械强度、耐磨性、耐化学药品、不可燃性及耐久性等性能使得在欧洲、美国和日本市场这些国家和地区将其视为高性能的现代涂料品种大力研究开发。
中国政府正在不断对环保型和低VOC释放量的产品出台严格的法律法规，因此，水性或高固含量的聚氨酯涂料产品尤其令中国涂料行业关注。
2 水性聚氨酯广阔的市场空间水性聚氨酯(WPU)是一类可在水中分散溶胀的聚合物，因其中的挥发性有机物含量低，在工业水性漆、建筑涂料、水性胶黏剂等领域有很大的发展和应用空间。
WPU不但保留了传统的溶剂型聚氨酯优良性能，如良好的柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等，而且还具有环保、节能、安全可靠、使用方便等优点。
早在20世纪50年代，我国就开始研发并取得一批研究成果；80年代后，聚氨酯涂料进入快速发展期，并在珠江三角洲和长江三角洲形成两大生产基地。
水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基础，以水为分散介质配制的涂料。
因其具有毒性小、不易燃烧、不污染环境、节能等优点，同时还具有聚氨酯涂料的一些性能，将聚氨酯涂料硬度高、附着力强、耐磨性、柔韧性好等优点与低VOC相结合，同时可有效控制涂料的组成结构，已成为发展最快的涂料品种之一。
近5年来，世界水性聚氨酯分散体(PUD)消费保持6.3％以上的年均增速，约为全球GDP 增速的2倍，2005年我国的PUD消费量达到4.1万吨，2006年达到5.5万吨，2007年突破7.0万吨，近3年我国PUD消费量年均增长率超过15％。
随着各国对挥发性有机物及有毒物质使用限制越来越严格，水性聚氨酯因具有环境友好的特点，将具有巨大的市场空间。
中国用于涂料工业的聚氨酯技术(不包括建筑涂料)所占的比例超过25%。
聚氨酯涂料在木器涂料工业中占主导地位，占到75%的市场份额，紧接着是汽车修补漆，它占40%多的市场份额。
聚氨酯技术在防腐涂料、塑料涂料和汽车原厂漆方面的应用也越来越大，占10%的市场份额。
从2009年国际涂料展上我们也可以明显的看出，水性聚氨酯涂料受重视的程度在提高，水性聚氨酯涂料将成为未来涂料产业的发展趋势，而水性聚氨酯涂料也将为聚醚的应用带来新的需求。
我国水性聚氨酯涂料的发展速度，特别是水性内外墙涂料与水性木器漆、油墨光油的需求最为迫切，我国建筑涂料的年需求量在250万吨左右，其中可由水性聚氨酯涂料替代的达120万吨，仅这一项即将有百亿元需求空间。
目前国内水性聚氨酯的年总产值约30~50万吨左右，增长率为20％。
生产水性聚氨酯的厂家主要分布在山东与广东两个区域。
在产品需求上，主要还是生产水性油墨、光油、水性木器漆的厂家，其中水性油墨和光油年需求量约18万吨，水性木器漆厂家年需求量约为12万吨左右；水性聚氨酯需求厂家主要分布于我国的沿海发达城市。
由于目前受到水性聚氨酯产品成本及人口环保意识的影响，导致其需求区域局限于沿海地区，在中西部地区需求量较小。
高性能、低VOC含量的水性聚氨酯涂料具有广阔的应用前景。
水性聚氨酯涂料具有干燥时间短、外观好、耐溶剂性好等特点，使其在市场中占有很大份额。
具有良好的耐低温性和耐化学品性的水性聚氨酯皮革涂料，现已取代传统溶剂型皮革涂饰剂、硝基素涂饰剂，成为皮革涂料的主要品种。
此外，水性聚氨酯可用于塑料涂料和工业涂料。
在国内，由于水性聚氨酯目前正处在发展的阶段，其优越的产品性能成为替代溶剂型聚氨酯的最佳产品。
随着整个社会环保意识的增强，我国对室内装饰材料中有毒有害的游离TDI、甲醛、“三苯”和重金属含量在标准中做出了明确规定。
早在2002年1月1 日，国家已经发布了《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》（GB18582-确2001）和《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》（GB 18581-2001），开始对室内装饰材料中有毒有害物质进行限制。
2006年1月1日起，《环境标志产品技术要求水性涂料（HJ/T 201-2005）》开始生效，将其标准提升到基本与国际接轨，将限制一些污染性大的涂料的使用，如油性漆和非水溶剂涂料，为具有良好环保性质的水性聚氨酯提供了广阔的市场空间。
3 水性聚氨酯涂料的性能特点和应用范围水性木器漆是以水作为稀释剂的漆。
水性木器漆一般可分为三类，一类是以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，其主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差。
因其技术含量不高且成本较低，成为目前市场上的主要产品。
第二类是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了聚氨酯的耐磨及抗化学性强的特点。
第三类则是百分之百的聚氨酯水性漆，其耐磨性能甚至达到油性漆的几倍。
水性聚氨酯涂料是目前市场需求量较大的产品之一，它适用于热敏温度低于(60～80℃)常温交联固化的高、中档木器(家具等)，高档建筑装饰，高级汽车，飞机及航天器材等的中涂和表面涂装。
聚氨酯(PU)是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物，分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(—NHCOO—)外，还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。
聚氨酯被誉为性能最优异的树脂，以其制得的涂料具有许多优异的性能，如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。
但是，传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂，对人类健康和环境造成危害。
此外，双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用，长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。
因此，随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制，水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视。
水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。
水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。
聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向。
水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。
目前，水性聚氨酯有阴离子型、阳离子型和非离子型三种类型。
国内水性木器漆产品主要有三类：一是以丙烯酸为主要成分的木器漆，主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差，因其成本较低且技术含量不高，是市场上的初级产品。
二是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分，其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了耐磨及抗化学性强的特点，这两类多用于门窗、家具产品。
三是百分之百的聚氨酯水性漆，其耐磨性能达到油性漆的几倍，为水性漆中的高级产品。
涂料工业中大多使用阴离子型聚氨酯分散体。
其特点为：单组分且无游离的异氰酸酯，无毒。
室温成膜，不需要添加成膜助剂，故可使体系中的挥发性有机化合物（VOC）含量降为0，具有使用安全、无环境污染等优点。
水性聚氨酯还具有流平性好，遮盖力强，附着牢固，涂层耐寒、耐热。
水性聚氨酯分散体虽然其相对分子质量很高。
但是黏度较低，易加工，施工方便，其机械性能堪与溶剂型聚氨酯媲美，具有突出的硬度、耐磨性和耐化学品性。
而选择不同种类的单体及合成工艺可以制得软硬不同特性的产品。
主要用于木器（包括木器家具和地板等）涂装和保护。
因相对成本较高，故一般用于性能要求较高的涂料体系。
目前，以水性聚氨酯分散体为大单体而生产出来的新型水性涂料，正逐步取代溶剂型聚氨酯涂料，广泛用作水性木器漆和水性木器封闭底漆；并且漆膜耐磨、快干、外观好、耐溶剂性好的水性聚氨酯涂料在国内木器涂料领域占有的市场份额正在逐步提升。
此外，水性聚氨酯分散体还能用作水性塑料涂料、水性工业涂料、水性防腐蚀涂料、水性聚氨酯内外墙面漆、水性聚氨酯胶粘剂等，满足不同行业的性能要求。