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1 防霉殺菌型水性聚氨酯涂料

       普通的水性聚氨酯涂料含有水性聚氨酯樹脂和顏填料等 助劑，為微生物的生存提供了一定的營養(yǎng)條件，用于 建筑涂料存在著易被真菌催化水解、老化并產生變 色和氣味等問題，故需要對水性聚氨酯進行改進來延長 建筑涂料的使用時間。常見的防霉殺菌型水性聚氨酯涂 料分為無機抗菌型和有機抗菌型。

1. 1 無機抗菌型水性聚氨酯涂料

       將納米銀、光觸媒納米 TiO 2 和納米 ZnO 等無機 抗菌劑物理混合到涂料中，既簡單，省時省工，也不 影響水性聚氨酯涂料的各種性能。

       鄭順姬等 ［3］ 將納米 TiO 2 用表面活性劑改性后 與水性聚氨酯乳液混合制備納米 TiO 2 /WPU 復合涂飾劑， 研究了納米 TiO 2 含量對復合乳液及涂膜性能的影 響。實驗結果表明，隨著納米 TiO 2 含量的增加，復 合材料對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌作用逐 漸增強; 且復合材料對金黃色葡萄球菌的抗菌作用 略好于大腸桿菌。劉世榮等 ［4］ 以異佛爾酮二異氰 酸酯( IPDI) 、聚丙二醇和改性納米 TiO 2 為主要原 料，乙二胺為小分子擴鏈劑，二羥甲基丙酸( DMPA) 為親水擴鏈劑，通過原位分散聚合制備了 WPU/納 米 TiO 2 復合乳液。結果發(fā)現，該復合乳液對葡萄球 菌有良好的抑菌作用，隨著納米 TiO 2 用量的增加， 抑菌效果越好。Xiong 等 ［5］ 制備了一種新型的含有 鎳鋁水滑石( NiAl-LDH) 和 ZnO 的水性聚氨酯復合涂料。 當 NiAl-LDH/ZnO 質量分數在 1. 5% 以下時，其在水性聚氨酯基體中分布良好。該種復合涂料抗菌性能較 好，特別是對革蘭氏陰性細菌、大腸桿菌和革蘭氏陽 性金黃色葡萄球菌有著優(yōu)異的抗菌效果。

1. 2 有機抗菌型水性聚氨酯涂料

       除了加入無機抗菌劑外，還可以將有機抗菌基 團以共價鍵的形式結合在不溶性載體上，不僅可以 重復利用，而且因抗菌基團集中在載體表面，故具有 高效快速的殺菌能力，目前共價鍵型高分子抗菌劑 的研究主要集中在季銨鹽、季鏻鹽和吡啶鹽等 ［6］ 。

Zhang 等 ［7］ 通過 IPDI、聚四氫呋喃二醇( PT- MG) 、聚乙二醇、賴氨酸和一種新的含有 Gemini 季 銨鹽的 L-賴氨酸-二胺衍生物( EG12) 等為原料合成 了一種含有 Gemini 季銨鹽的水性聚氨酯( GWPU) ， 通過確定其最低抑菌濃度來衡量其抗菌能力。結果表明，這種含有 Gemini 季銨鹽的水性聚氨酯具有對革蘭 氏陽性菌和革蘭氏陰性菌都有著良好的抗菌作用。 這種水性聚氨酯可制成防止微生物污染的建筑涂料。Wu 等 ［8］ 用對氨基苯甲酸改性萜烯基環(huán)氧樹脂制備了 陰離子多元醇分散體( T-PABA) 。然后將 T-PABA 分散體與六亞甲基二異氰酸酯( HDI) 交聯制備了水 性聚氨酯環(huán)氧樹脂復合涂料。通過熱重分析發(fā)現， 該涂料具有良好的耐熱性能，并具有良好的附著力、 抗菌、防水和防污等性能; 隨著異氰酸酯指數( Ｒ) 的 增加，該涂料的耐沖擊強度、耐水性和耐熱性均有所 提高。

防腐蝕型水性聚氨酯涂料的研究

2 防腐蝕型水性聚氨酯涂料

       鋼材等金屬在建筑行業(yè)大量應用，但易在空氣 發(fā)生銹蝕，采用外用涂料涂層防止金屬銹蝕是最有 效的方法 ［9］ 。這是由于水性聚氨酯分子中含有親水基 團，因此防腐蝕性能欠佳。可以通過環(huán)氧樹脂、丙烯 酸酯、有機硅等功能性有機物對水性聚氨酯進行復合改 性或者納米改性來提高水性聚氨酯的防腐蝕性能 ［6］ 。

2. 1 環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯防腐蝕涂料

        金志明 ［10］ 利用環(huán)氧樹脂改性 WPU，反應分兩 步進行，第一步由環(huán)氧樹脂、IPDI 和聚丙二醇進行 反應，第二步加入 DMPA、1，4-丁二醇( BDO) 和催化 劑反應制成環(huán)氧樹脂改性 WPU。結果表明，當環(huán)氧 樹脂 E-06、E-12、E-20 和 E-44 質量分數分別在 2%、 2%、6% 和 8% 以下時，才能合成乳化性能較優(yōu)的水性聚氨酯乳液。由 E-20 和 E-44 共混改性 WPU，當 E- 20 質量分數為 2%、E-44 質量分數為 4% 時，合成的 復合環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯乳液在黏度、吸水率和硬 度等方面都要優(yōu)于單一類型環(huán)氧樹脂改性的 WPU; 電化學分析表明，當 DMPA 質量分數為 5% 時，環(huán)氧 改性 后水性聚氨酯的 極 化 電 阻 為 由 改 性 前 的 50. 0 kΩ·cm 2 提高到 57. 3 kΩ·cm 2 ，防腐蝕性能提高。

2. 2 丙烯酸樹脂復合改性水性聚氨酯防腐蝕涂料

       丙烯酸樹脂具有良好的耐候性。用丙烯酸樹脂 對水性聚氨酯進 行 改 性 可 以 使 兩 者 的 優(yōu) 點 有 機 地 結合 ［9］ 。

       吳校彬等 ［11］ 通過原位聚合制備了 WPU-環(huán)氧樹 脂-丙烯酸復合乳液。結果表明，當 Ｒ 為 1. 2 ～1. 5、 三甲氧芐氨嘧啶質量分數為 2% ～3%、E-20 質量分 數為 4% ～6%、DMPA 質量分數為 6% ～ 9%、甲基 丙烯酸甲酯質量分數為20% ～30%時，乳液貯存期 超過 10 個月，凍融循環(huán)大于 5 次，涂膜擺桿硬度大 于 0. 7，拉伸強度大于10 MPa，耐水性、耐酸堿性、耐 溶劑性和防腐性能較未改性的水性聚氨酯涂料有明顯改 善。Xu 等 ［12］ 采用 IPDI、DMPA、聚醚多元醇、甲基丙 烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯( BA) 和苯乙烯( St) 制備了 水性聚氨酯-丙烯酸酯樹脂( WPUA) ，當 BA/St 的質 量比為 30/70 時，復合涂膜具有優(yōu)良的耐水和耐 堿性。

2. 3 有機硅改性水性聚氨酯防腐蝕涂料

       有機硅兼具有機化合物和無機化合物的雙重特性，可賦予改性水性聚氨酯涂膜優(yōu)良的耐水、耐油污和耐高低溫等綜合性能。

       Pathak 等 ［13］ 利用溶膠-凝膠技術，用甲基三甲 氧基硅烷( MTMS) 和 γ-( 2，3-環(huán)氧丙氧基) 丙基三甲 氧基硅烷( GPTMS) 對水性聚氨酯進行改性，制備了有機 硅聚氨酯水性涂料。結果表明，有機硅的加入增強 了水性聚氨酯涂料耐腐蝕性、彈性和機械應力，涂膜的熱 降解溫度增加到約206 ℃，熱穩(wěn)定性得到較大提高。

2. 4 納米改性水性聚氨酯防腐蝕涂料

       納米改性則是近年來興起的一個研究熱點，可以增強水性聚氨酯建筑涂料光學、熱學和力學等方面性能。納米材料具有獨特的表面效應、體積效應、量子效應和界面效應等，將納米粒子用于改性聚氨酯防腐蝕涂料方面可產生良好的效果［14］ 。

       Honarkar 等 ［15］ 發(fā)現將油酸表面改性的氧化鋅 ( OA-ZnO) 加入水性聚氨酯中可以增強低碳鋼的抗腐蝕 性。這是因為加入油酸，使納米 ZnO 發(fā)生表面改 性，從而增加了納米 ZnO 的分散性，進而使水性聚氨酯涂 料的抗腐蝕性能加強。與未改性的納米 ZnO 相比， 加入質量分數 0. 3%OA-ZnO 的水性聚氨酯抗腐蝕性明顯 提高，且疏水性和抗菌性能也有所提高。Akbarian 等 ［16］ 發(fā)現水性聚氨酯中加入納米銀可以提高其抗腐蝕能 力。他們在低碳鋼上分別涂覆加入納米銀的水性聚氨酯涂料和不含納米銀的水性聚氨酯涂料，將涂覆后的低碳 鋼放在 NaCl 溶液中，使用電化學阻抗譜( EIS) 對其 進行分析。EIS 顯示，未加入納米銀的水性聚氨酯涂料降 解了，而加有納米銀的水性聚氨酯涂料無顯著變化，這表 明納米銀不僅可以提高水性聚氨酯的抗菌性，而且也可 以提高水性聚氨酯的抗腐蝕性。