? ? ? ?聚脲(niao)是由異氰酸酯(zhi)組(zu)分(fen)（A組(zu)分(fen)）與氨基化合物（B組(zu)分(fen)）反(fan)應(ying)而成的(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)體材料(liao)，是一種分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)中(zhong)含有重復脲(niao)基的(de)(de)新(xin)型無污(wu)染、無溶劑、具(ju)有優良(liang)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)綠(lv)色涂(tu)料(liao)。芳香族聚脲(niao)、脂(zhi)肪族聚脲(niao)、聚天冬(dong)氨酸酯(zhi)聚脲(niao)等不同分(fen)子(zi)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)聚脲(niao)已經在各大(da)領域投入使用，其(qi)中(zhong)聚天冬(dong)氨酸酯(zhi)聚脲(niao)是一種脂(zhi)肪族、慢反(fan)應(ying)、高性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)材料(liao)，它綜合性(xing)(xing)(xing)能(neng)優良(liang)、反(fan)應(ying)時間可調；聚天冬(dong)氨酸酯(zhi)聚脲(niao)面漆具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)戶外耐候(hou)性(xing)(xing)(xing)，尤其(qi)是配方中(zhong)添加了紫外線吸收(shou)劑、光穩定(ding)劑等耐候(hou)助劑的(de)情況下，更是能夠滿(man)足戶外長(chang)耐候(hou)、長(chang)使用壽命(ming)的(de)要(yao)求。

? ? ? ?聚(ju)(ju)(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)聚(ju)(ju)(ju)脲(niao)由兩組(zu)分構成(cheng)，早(zao)期采用的(de)是(shi)六亞甲基(ji)(ji)二(er)異(yi)氰(qing)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)（HDI）三聚(ju)(ju)(ju)體(ti)和聚(ju)(ju)(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，但合成(cheng)的(de)聚(ju)(ju)(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)聚(ju)(ju)(ju)脲(niao)在(zai)力學性能上表現較差且微(wei)觀結(jie)構復雜。之后通(tong)過先將(jiang)脂肪族異(yi)氰(qing)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與端氨(an)(an)基(ji)(ji)聚(ju)(ju)(ju)醚反(fan)應(ying)得(de)(de)到(dao)預聚(ju)(ju)(ju)體(ti)或半(ban)預聚(ju)(ju)(ju)，然后與氨(an)(an)基(ji)(ji)組(zu)分反(fan)應(ying)制得(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)聚(ju)(ju)(ju)脲(niao)。通(tong)過選擇不同的(de)伯二(er)胺化合物與馬來(lai)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)反(fan)應(ying)，可以(yi)得(de)(de)到(dao)強度、凝膠時間(jian)和性能不同的(de)一(yi)系列聚(ju)(ju)(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)衍(yan)生(sheng)物，且將(jiang)不同種類的(de)聚(ju)(ju)(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與20.5%~21.5%—NCO含量的(de)HDI三聚(ju)(ju)(ju)體(ti)反(fan)應(ying)，所(suo)得(de)(de)的(de)聚(ju)(ju)(ju)天(tian)冬(dong)氨(an)(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)聚(ju)(ju)(ju)脲(niao)材(cai)料的(de)拉伸(shen)強度和伸(shen)長率也(ye)大(da)不相同。

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? ? ? 聚(ju)天冬氨(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)從其本身性質來(lai)說可(ke)以當(dang)成一種脂肪族(zu)仲(zhong)胺(an)擴鏈劑(ji)，由二(er)烷基馬來(lai)酸(suan)(suan)酯(zhi)與(yu)脂肪族(zu)伯二(er)胺(an)經過Michael加(jia)成反應(ying)制備而成，分子(zi)結(jie)構中(zhong)(zhong)的(de)(de)伯胺(an)變(bian)為仲(zhong)胺(an)，如左圖所(suo)示，其中(zhong)(zhong)X為取代(dai)基。由于仲(zhong)胺(an)的(de)(de)活潑性明(ming)顯(xian)低于伯胺(an)，同時聚(ju)天冬氨(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)分子(zi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)2個仲(zhong)胺(an)都處在空(kong)間冠狀與(yu)位(wei)阻(zu)環境(jing)的(de)(de)包圍中(zhong)(zhong)，再加(jia)上(shang)電子(zi)誘導效應(ying)，這些因素(su)大大降(jiang)低了(le)聚(ju)天冬氨(an)酸(suan)(suan)酯(zhi)與(yu)異氰酸(suan)(suan)酯(zhi)組分中(zhong)(zhong)—NCO基團(tuan)的(de)(de)反應(ying)速度。聚(ju)(ju)天(tian)冬氨(an)(an)酸(suan)酯聚(ju)(ju)脲材料(liao)(liao)(liao)由(you)于其(qi)分子(zi)結構中(zhong)含(han)(han)有仲胺，加上其(qi)特殊的空間位阻結構以(yi)及誘導效應，使得(de)它具備了以(yi)下優勢：1、通過(guo)改變(bian)聚(ju)(ju)天(tian)冬氨(an)(an)酸(suan)酯取代基團可以(yi)調整固化時間；2、仲胺活性(xing)(xing)較弱(ruo)使得(de)反應速度減緩，對基材的附著力提(ti)升；3、改變(bian)聚(ju)(ju)天(tian)冬氨(an)(an)酸(suan)酯取代基與(yu)不(bu)同—NCO含(han)(han)量(liang)的異氰酸(suan)酯反應可以(yi)獲得(de)較優的力學性(xing)(xing)能；4、屬(shu)于固含(han)(han)量(liang)高、低(di)（不(bu)含(han)(han)）VOC的新型(xing)環(huan)保材料(liao)(liao)(liao)；5、耐黃變(bian)性(xing)(xing)、耐紫外光性(xing)(xing)好(hao)，涂料(liao)(liao)(liao)配方長(chang)時間不(bu)易泛黃。

? ? ? ?聚天冬氨(an)酸酯聚脲的改性。對(dui)于有特(te)殊(shu)要(yao)求的場合或應(ying)用領域，材(cai)料(liao)自身的條件還是遠達不到的，如(ru)高溫環境下(xia)的耐溫性(xing)(xing)、低溫下(xia)的柔(rou)韌性(xing)(xing)等(deng)，因(yin)此需要(yao)對(dui)材(cai)料(liao)進行改(gai)性(xing)(xing)處理。目(mu)前對(dui)聚天(tian)冬氨酸酯聚脲(niao)改(gai)性(xing)(xing)的方法(fa)有樹脂改(gai)性(xing)(xing)、納米改(gai)性(xing)(xing)以及其他改(gai)性(xing)(xing)等(deng)。

? ? ? 樹脂改(gai)性(xing)是一(yi)(yi)種(zhong)通過嵌段、接(jie)枝(zhi)等(deng)化學手段將樹脂分(fen)子(zi)貫穿在聚天(tian)冬氨(an)酸(suan)酯(zhi)聚脲分(fen)子(zi)中的一(yi)(yi)種(zhong)方法(fa)，其方法(fa)較為簡便且產率高，常常被用于對聚天(tian)冬氨(an)酸(suan)酯(zhi)聚脲耐溫性(xing)的提高、反(fan)應(ying)速度(du)調(diao)控、改(gai)善物(wu)理機械性(xing)能等(deng)方面(mian)。改性聚天冬氨酸酯聚脲常用的樹脂為有機硅樹脂，主要有嵌段改性和接(jie)枝改性兩(liang)種(zhong)方法。聚硅氧烷是一種具有低表面能和低彈性模量等優異性能的材料，同時還具有好的熱穩定性和抗氧化能力。此外，有機硅改性后材料內部的空間位阻變大，與—NCO基團的反應受到了阻礙，在一定程度上可延長涂料對材料的黏結時間，大大提高了涂料與界面的黏附力。環氧(yang)樹脂由于(yu)其優良的物理機械和(he)電絕緣性能，且(qie)環氧(yang)分子(zi)鏈(lian)能較好(hao)地分散并(bing)貫穿于(yu)聚(ju)(ju)脲分子(zi)鏈(lian)中形成交聯網絡，故也(ye)被用于(yu)聚(ju)(ju)天冬氨酸酯聚(ju)(ju)脲的改(gai)性研究(jiu)中。

? ? ? ?納(na)米改性(xing)(xing)是一種通過聚(ju)脲(niao)官能團與(yu)納(na)米表(biao)面活(huo)性(xing)(xing)中心結合來引(yin)入納(na)米粒子(zi)的有效(xiao)(xiao)方(fang)法(fa)。納(na)米材料擁有表(biao)面效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)、宏觀量子(zi)尺(chi)寸效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)等(deng)特殊性(xing)(xing)質，因此將納(na)米材料添加(jia)到聚(ju)天冬(dong)氨酸酯(zhi)聚(ju)脲(niao)中可以提高其強度。

? ? ? ?除了常用的樹脂改性、納米改性方法外，還有專業人員研究氟改性、環氧大豆油改性，以賦予聚(ju)天冬氨酸(suan)酯聚(ju)脲(niao)更佳的疏水性能、耐溫性等。

? ? ? ?目前，各(ge)類(lei)聚天冬氨(an)酸酯聚脲彈(dan)性體材料(liao)應(ying)用(yong)領域愈來(lai)愈廣泛，京滬高鐵(tie)、奧運會(hui)場館(guan)、世博會(hui)館(guan)等(deng)(deng)國家重點工程；管道內襯(chen)、籃(lan)球場地(di)坪、美縫等(deng)(deng)日常生(sheng)活方(fang)面等(deng)(deng)都可見(jian)到它的應(ying)用(yong)。近幾(ji)年，為了(le)更(geng)好地(di)發(fa)揮聚脲涂料(liao)的優勢，研(yan)究者們將(jiang)其與其他材料(liao)，如高性能纖維、織物(wu)等(deng)(deng)復合在一起，以制(zhi)備先(xian)進(jin)復合材料(liao)滿足更(geng)多(duo)需求。

? ? ? ?防(fang)水(shui)、防(fang)腐涂層。聚天冬氨酸酯聚脲防水涂層固化后形成的薄膜具有較好的延伸性以及耐候性，且不會發生發泡現象，非常適合應用于水利工程或者各種大型水池。聚天冬氨酸酯聚脲不僅有良好的防水性，還具有優良的耐腐蝕性以及耐紫外光性，被廣泛應用于橋梁、畜牧場設施表面，從而延長使用壽命。這類實(shi)際(ji)配方中常常也會添加紫外線吸收劑等助(zhu)劑(ji)以進一步(bu)提升其戶(hu)外(wai)耐紫外(wai)線老化性能。

? ? ? ?聚天(tian)冬(dong)(dong)氨酸酯聚脲硬鏈(lian)段之(zhi)間相互作(zuo)用力強(qiang)，力學性能優異，擁有較好的耐(nai)沖(chong)擊性，被(bei)廣泛(fan)應(ying)用于防爆墻體(ti)、抗沖(chong)擊防護(hu)材料(liao)等防護(hu)領域。并且聚天(tian)冬(dong)(dong)氨酸酯聚脲界面(mian)附(fu)著力強(qiang)，可(ke)以很好地附(fu)著在被(bei)防護(hu)材料(liao)表面(mian)，因(yin)此近幾年也被(bei)逐步應(ying)用到(dao)軍事領域。

? ? ? ?聚(ju)(ju)氨酯涂(tu)(tu)層材料(liao)的(de)(de)紡織(zhi)品(pin)已經得(de)到(dao)了廣(guang)泛的(de)(de)應用(yong)(yong)，而聚(ju)(ju)天(tian)冬氨酸(suan)(suan)酯聚(ju)(ju)脲擁(yong)有更(geng)突出的(de)(de)性能，如不易變黃、耐(nai)酸(suan)(suan)堿性等，近幾年也(ye)被(bei)應用(yong)(yong)于涂(tu)(tu)層織(zhi)物當中(zhong)。聚(ju)(ju)脲涂(tu)(tu)層織(zhi)物，即(ji)在不破壞織(zhi)物原本性能的(de)(de)前提下，噴涂(tu)(tu)了聚(ju)(ju)脲涂(tu)(tu)料(liao)起到(dao)了覆(fu)蓋(gai)層的(de)(de)效果，使得(de)性能單(dan)一的(de)(de)紡織(zhi)品(pin)更(geng)加功能化，而聚(ju)(ju)脲對紡織(zhi)品(pin)也(ye)起到(dao)了很(hen)好的(de)(de)保護作用(yong)(yong)。

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（文章摘自2022年《涂料工業》第6期(qi)）