双组份水性聚氨酯涂料的组成及应用

双组份水性聚氨酯涂料主要由羟基丙烯酸分散体和多异氰酸酯固化剂组成，兼具溶剂型双组份聚氨酯和水性涂料的优势，已广泛应用于汽车、工业产品、木材、塑料、皮革等领域。羟基丙烯酸分散体与多异氰酸酯固化剂进行交联形成聚氨酯网络的过程是影响2K-WPU性能的关键因素之一，国内外已经较多关于2K-WPU涂料固化机理的研究，Siddiqui等基于含水系统中水的蒸发会影响反应过程中热量变化这一思路，利用DSC测量反应过程中的热量变化研究了聚合物的固化反应。Hailu K等利用低场核磁共振弛豫法和FTIR研究了聚氨酯固化反应随时间的进展。Li Y等使用动态原位 FTIR监测聚合物反应，研究了催化体系对聚氨酯反应固化动力学的影响。

自主型与非自主型智能自修复涂层

由于涂料表面容易遭受碎石或人为等因素的刮擦、撞击等，因此具有自修复的功能的双组份水性聚氨酯涂料具有较大的市场需求。按结构和作用机理的不同，自修复涂料可分为自主型智能自修复涂层与非自主型智能自修复涂层。自主型主要有成膜物质型自修复涂层、缓释型自修复涂层等；非自主型包括温度刺激响应机制型、光刺激响应型、形状记忆型3种。

1.成膜物质型自修复涂层

自主型自修复中，成膜物质型自修复涂层以成膜物质来实现自修复，成膜物质以微胶囊、碳纳米管或微脉管等为载体预先埋植于涂料之中，当涂层破损时，胶囊中的成膜物质被释放并在破损处发生一系列反应，从而对涂层进行修复。现有的研究思路基本都是将固化剂做成微胶囊埋植于涂层之中，这种方式虽然可以快速的修护破损涂层，但缺陷也很明显。

2.缓释型自修复涂层

缓释型自修复涂层则是通过在破损处析出缓蚀剂作用于金属基底表面，从而实现对破损涂层的修复目的。缓释型自修复涂料在发展的过程中为了解决缓蚀剂对内部腐蚀的问题，目前更多的与微胶囊结合在一起从而更好的实现其自修复功能。缓释型自修复材料的应用很广，不仅仅局限于器械保护方面，在农业等其它领域也有相关研究，而且可结合生物基的概念进行制备，具有环保优势，但如何控制微胶囊负载物质的释放速率和降低成本是该类型自修复涂料面临的.大难题。

3.温度刺激响应机制型、光刺激响应型、形状记忆型涂层

非自主型自修复中，温度响应是触发自修复条件中.常见的，目前大部分温度响应自修复是通过交联线性高分子的热可逆反应实现的，尤其是Diels —Alder (DA）反应。机制是当温度达到一定程度时涂层内的共价键发生可逆分解，被分解的分子流动到涂层破损处，并与此处涂层分子重新发生交联反应，完成涂层的自修复。光响应自修复的实现基于光热效应，相关的研究既有基于结构设计光响应自修复材料，也有通过类似于加入填料的方式来实现目的，形式比较多，方法灵活。但光响应自修复涂层存在的问题也较明显，比如实验所用的材料较为昂贵，成本过高；材料的制备过程较为复杂繁琐，将其应用到大规模工业生产中的难度较大；光刺激响应机制的自修复体系基础理论发展不成熟等。形状记忆涂层的.大优点是可以快速修复较大的裂口。在形状记忆材料和外界条件刺激的共同作用下，涂层可以完成缺陷处的局部形状修复。温度刺激是.常见的外界刺激，将材料加热到温度高于热转变温度时形状记忆效应被触发，使材料修复到变形前的状态。

此外，将自修复功能与超疏水、防污等其他性能结合，从而制备多功能涂层是本领域的研究趋势。