ポリカーボネートポリウレタン分散液(PUD)は、溶剤系ポリウレタンに代わる水性樹脂です。溶剤系樹脂とは異なり、PUDは水の蒸発によって膜を形成します。PUDのポリマー骨格組成と配合添加剤は、接着性、柔軟性、耐久性といった特性に大きく影響します。PUDは、効果的な膜形成と機械特性を得るために親水性成分と疎水性成分のバランスが求められるため、性能を最適化するには適切な配合が不可欠です。
商品番号 :
Water Based Polyurethane Dispersion PUD応用 :
Suitable for various coating and ink特集 :
Solvent-free, aliphatic, Excellent adhesion gloss and matte,anti-abrashon,waterproof製品説明
水性ポリウレタン分散液(PUD)は、大気浄化法などの環境規制や技術の進歩により、ポリウレタンコーティング業界において急速に成長している分野です。溶剤系類似品の有効な代替品として、水系ポリウレタン分散液は汎用性が高く環境に優しいコーティング材です。幅広い硬度と固形分濃度の製品を取り揃えています。揮発性有機化合物含有量がゼロから低いため、様々な基材に適合するコーティング剤への配合が容易です。その汎用性と、耐摩耗性、衝撃強度、低温柔軟性など、優れた特性が、多くの用途におけるPUDの継続的な利用拡大の原動力となっています。
PUDは溶剤系ポリウレタンの直接的なプラグインではありません。PUDの造膜メカニズムは溶剤系樹脂とは大きく異なります。最適な特性を得るには、巧みに配合する必要があります。ポリマー骨格の組成と配合成分は、造膜特性に大きな影響を与えます。
ポリウレタン分散液は、連続水相中に0.01~5.0ミクロンの小さな個別ポリマー粒子が完全反応したポリウレタン/ポリウレアです。イソシアネート残留物を含まず、揮発性有機化合物(VOC)含有量はゼロまたは極めて低いです。取り扱いが安全で、規制適合コーティングに最適です。PUDは、固形分含有量30~65%、幅広い塗膜硬度で製造可能です。
PUDの欠点の一つは、比較的コストが高いことです。この高コストを補うため、また場合によっては特定の基材への接着性を向上させるために、PUDは他の低コストの分散液と混合されます。アクリルエマルジョンは、その特性を熟知しているため、最も一般的に使用される混合材料です。
溶剤ベースのコーティングは、環境に優しい水性ポリウレタン分散液に置き換えられています。
世界中の食品、医薬品、パーソナルケア業界では厳格な製造基準が求められており、実際の調合エリアは細菌や病原菌のない無菌状態でなければなりません。これらの部屋は通常、空調設備が完備された密閉空間で、2等圧下に置かれています。内部の床、壁、天井には、タイルや壁のひび割れや継ぎ目に潜む細菌やウイルスなどの生物学的汚染を防ぐため、強靭で弾力性のあるシームレスコーティングが施されています。
インドなどの発展途上国でクリーンルームに使用されているエポキシコーティングや溶剤型ポリウレタンコーティングは、本質的に非常に毒性が強く、健康被害を及ぼす可能性があります。これらのコーティングには、仕上がりを良くし、コストを抑えるために溶剤が添加されていますが、人体への長期的な悪影響により、まさに「棺桶の釘」となっています。
先進国、特にヨーロッパと南北アメリカでは、溶剤系コーティングの使用が段階的に廃止されつつあります。これらのコーティングは、水性ポリウレタン分散液(PUD)に置き換えられつつあります。PUDは水性で環境に優しく、溶剤系システムのすべての特性を備えながら、危険性がありません。PUDは床コーティングだけでなく、壁面コーティングにも使用でき、耐傷性と安定性を備え、強靭で弾力性のあるコーティングを実現します。
PUDは優れた紫外線耐性を有し、黄ばみ、ひび割れ、剥がれに強いため、露出部でも10年の寿命を誇ります。基材への浸透性が高く、水性アクリルとの接着性も向上します。また、ガラス用コーティング、木材やベニヤ板の透明光沢仕上げ、金属の防錆コーティングにも配合可能で、露出部でも長寿命を実現します。技術革新と意識向上は急速に進んでおり、先進国では健康上の理由から、職場や生活環境における溶剤系システムの段階的な廃止が既に始まっています。
インドの製薬会社のクリーンルームは、全てが水性ポリウレタン系塗料で設計されているわけではありません。エポキシ系や溶剤系コーティングもクリーンルームでは依然として使用されています。溶剤系ポリウレタンコーティングに使用される硬化剤にはMDIが含まれており、その健康被害は皮膚発疹、角膜損傷、喘息様反応、アレルギーを引き起こす可能性があります。イソシアネートはラットに腫瘍を引き起こすことが知られており、ヒトに対する発がん性物質に分類されています。
溶剤は、塗料、ワニス、ラッカー、塗料剥離剤など、多くの製品にも使用されています。溶剤には、アルコール、ミネラルスピリット、石油蒸留物、テレピン油、ベンゼン、パークロロエチレン、トルエン、キシレン、トリクロロエチレン、ガソリン、灯油、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)など、一般的に使用される化学物質が含まれます。リストはまだまだ続きます。
OSHA(米国労働安全衛生局)によると、溶剤への曝露に関連する健康被害には、がん、皮膚感染症、生殖器官への損傷などがあります。エポキシ溶剤系ポリウレタンコーティングを塗布してから数日、数週間経っても、溶剤の臭いが空気中に漂います。
溶剤ベースのコーティングは段階的に廃止され、溶剤ベースのシステムの優れた特性をすべて備えながら危険性がなく環境に優しい水性 PUD に置き換えられています。
技術データ
外観 | 乳白色 |
固形分(%) | 30~60% |
pH(25℃) | 7.5~9.5 |
粘度(25℃、Mpa.s) | <1000 |
弾性率(Mpa) | 1-30 |
伸長% | 200-1600 |
引張強度(Mpa) | 10-45 |
主な特徴
水性ポリウレタン分散液(PUD)の製造における最初のステップは、中分子量のイソシアネート末端プレポリマーの形成です。このプレポリマーは、無水条件下で、ジオールまたはポリオールと、化学量論過剰のジイソシアネートまたはポリイソシアネート(図1参照)との反応によって合成されます。
水溶性基は、鎖延長前のプレポリマーに導入されるか、鎖延長剤の一部として導入されるなど、様々な方法で導入されます。プレポリマーは、水分散工程においてジオールポリアミンとの反応によって鎖延長され、分子量が増加します。
(図2参照)。
得られた生成物は、未反応イソシアネート基を含まない熱可塑性ポリマーの高分子量水性分散液です。このプレポリマー混合プロセスは、製造可能な水性分散液の範囲に関して非常に柔軟性があります。
PUD は、次の 3 つの広範な定義を使用して説明できます。
1. 可溶化メカニズム
· アニオン性 - これらの製品は、カルボン酸基またはスルホン酸基を含むモノマーをプレポリマーに組み込んでいます。可溶化基はイソシアネートに対する反応性が低い必要があります。酸基は、分散段階の前または分散段階中に塩基との反応によって中和されます。配合物のpHは通常7~10の範囲に維持する必要があります。
· カチオン性 - これらの製品は、プレポリマーに第三級アミン基を組み込むことで製造され、強酸との反応によってイオン化されます。製剤は通常、pHを7未満に保つ必要があります。
· 非イオン性 - これらの製品は、可溶化機構としてプレポリマー骨格内に親水性部位を有しています。これらのグレードは通常、幅広いpH変化に耐性があります。ポリマーの親水性が保持されるため、完成品では耐水性が低くなります。
2. ポリイソシアネートの種類
· 芳香族 - 比較的安価な製品ですが、強度はありますが、耐光性が低く、紫外線にさらされると黄ばんでしまいます。
· 脂肪族 - 高価な脂肪族製品は、加水分解安定性が向上し、紫外線による分解性も向上します。黄変しません。
3. ポリオールの種類
· ポリエーテル - 低コストのポリエーテルポリオールを使用すると、耐加水分解性、柔らかさ、柔軟性に優れた製品が得られます。
· ポリエステル - 多様な特性を付与できるポリエステルポリオールが豊富に用意されています。一般的に、優れた耐候性、耐摩耗性、強靭性、耐薬品性を備えています。また、低表面エネルギー基材への接着性も優れています。
· ポリカーボネート - これらの高価な製品はポリエステルと同様の特性を備えていますが、加水分解安定性、耐汚染性、強度が優れています。
当社の最新の開発は、水性ポリウレタン分散液(PUD)の分野です。ポリウレタン分散液(PUD)は、優れた耐薬品性、耐溶剤性、耐摩耗性、耐傷付き性、柔軟性、接着性から、広く使用されています。環境汚染のないコーティングへの関心の高まりが、水性ポリウレタンシステムの開発につながりました。水性ポリウレタンは、建設化学関連の用途において、バインダーとしてますます重要になっています。
応用
ポリウレタン分散液は、「衛生」コーティングの主または補助バインダーとして使用されます。このコーティングの主な要件である強靭性と適度な光沢、シングルパック、水性で低臭、洗浄容易性、速乾性、および特性発現の速さは、より重要な特性の一部です。
食品、医薬品、パーソナルケア工場、病院、介護施設、ホテル、レストランなど、清潔で抗菌性のある表面が求められるあらゆる場所で、これらのコーティングが解決策となります。「衛生コーティング」は、特定の種類のポリウレタン分散液をベースとし、壁、天井、床に使用できます。
「熱反射断熱コーティング」は、建築外装コーティング市場への新たな参入製品です。これらの機能性ポリウレタンコーティングは、太陽の放射熱を反射、屈折、分散させるよう特別に配合されています。屋根、建物の側壁、液体・ガス貯蔵タンク、ボイラー、空調ダクトなど、様々な箇所にこれらのポリウレタンコーティングを使用することで、室内を涼しく保ち、蒸発ロスを抑え、エネルギー消費量を削減します。「熱反射断熱コーティング」は、特に建物の屋根に使用する場合、防水性も付与できます。
コンクリート用シーラー 水性ポリウレタン分散液ベースのコンクリートシーラーは、石材表面の細孔に深く浸透し、コンクリートを「シール」して硫酸塩や塩化物の侵入を防ぎ、鉄筋の腐食を防ぎます。フロアシーラーは、コンクリート床の粉塵発生を防ぎ、様々なポリウレタン系コーティングを支える下地を形成するように配合することもできます。シーラントは、優れたチョーク結合性と耐アルカリ性を提供するように配合することもできます。これらのコンクリートシーラーは無着色で樹脂を多く含みますが、着色することでコンクリートブロックを一塗りで埋めることもできます。
床に埃が溜まっている場合、または備品室、倉庫、レストラン、ショッピングエリアなどの床を歩行者通行に耐性を持たせる必要がある場合、あるいは床の外観と美観を改善する必要がある場合は、単成分水性ポリウレタン床コーティングシステムが適しています。これらのコーティングは水性であることに加え、VOC(揮発性有機化合物)が少なく、臭いもほとんどありません。乾燥が速く、周囲の温度と湿度にもよりますが2~4時間以内に塗り直しが可能で、24時間以内、あるいはそれより早く通行可能です。
水性ポリウレタンコーティングは、洗浄済みのコンクリート床に直接塗布できます。また、既存の塗装が良好な状態であれば、以前に塗装された面にも塗布できます。ただし、多孔質床の場合は、下塗りとして浸透性・含浸性のシーラントを使用する必要があります。このような床の場合、乾燥膜厚は最大60ミクロンが推奨されます。本製品は1液型であるため、現場での混合やポットライフの制限はなく、刷毛やローラーで素早く簡単に塗布できます。
コーティングされた床は汚れがつきにくく、掃除も素早く簡単に行えます。これらのコーティングは、その用途に十分な耐摩耗性と耐薬品性を備えています。
水性ポリウレタン分散液は様々な色を配合できますが、商業施設の床に装飾効果をもたらす色は限られています。多色の顔料フレーク、石英砂、粉末状の硬質鉱物などを使用することで、装飾効果をさらに高めることができます。適切なプライマーを使用することで、これらのコーティングはリノリウム、ビニールタイルやシート、装飾用セメントタイル、スラブなどにも塗装できます。
車両の通行量が多いため、床が著しく摩耗する場合には、保護と継続的なメンテナンスが不可欠です。フォークリフトや大型トレーラー、大型部品を積載する車両など、長期間にわたる過酷な通行荷重に耐え、さらに高い耐摩耗性も備えた床コーティングは、ポリイソシアネートで架橋された水性ポリウレタン分散液を使用することで実現できます。これらのコーティングは速乾性で、塗布後3~4時間以内に歩行が可能になり、臭いもありません。
このコーティングシステムは、水性エポキシプライマーまたは100%固形分エポキシプライマー、100%固形分エポキシ中塗り、そして着色2成分水性ポリウレタントップコートで構成されています。プライマーは優れた接着性と耐湿性を備え、乾燥膜厚1.2~1.5ミルで塗布します。中塗りは、床に求められる荷重挙動に応じて、乾燥膜厚5~10ミルで塗布します。ポリウレタントップコートは、乾燥膜厚1.9~2.4ミルで塗布することで、優れた光沢保持性、長期的な色保持性、そして高い耐摩耗性を実現します。
コンクリート表面を早期劣化から保護する必要性は、長年議論されてきた課題です。国内で急速に工業化が進む中、汚染はコンクリート構造物の寿命を縮める原因の 1 つと考えられます。保護を行わなければ、これらの構造物の交換コストは莫大なものになる可能性があります。水性 PUD は、あらゆる用途に合わせてカスタマイズできます。硬く硬くすることも、柔軟で柔らかくすることも、その中間のものにすることもできます。PUD は紫外線に耐性があり、長期間光沢レベルを維持することで知られています。多くのアクリル樹脂やその他の分散樹脂と適合性があり、簡単に着色できます。PUD は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂として利用でき、市販されているさまざまな架橋剤と簡単に架橋して特性をさらに強化したり、高品質で耐久性のあるコーティングを設計したりできます。
保管と注意事項
水性ポリウレタンバインダー はsです納品後6ヶ月間、20℃で保管した場合、表の通りの性能を維持できます。推奨温度範囲は5~30℃です。凍結または30℃を超える温度での保管は、粘度や平均粒子径に影響を与え、最終的には沈殿や凝固を引き起こす可能性があります。細菌、真菌、藻類による汚染は、製品に不可逆的な損傷を与える可能性があります。
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