有哪些聚氨酯树脂具有优异的耐候性?
聚氨酯树脂的耐候性主要取决于其化学结构(脂肪族 vs 芳香族)和添加剂技术。以下是在极端环境下(紫外线、高温、高湿)表现优异的耐候性聚氨酯树脂类型及代表产品方向,按性能等级分类:
一、耐候性核心要素
关键指标 劣化风险来源 高性能解决方案
抗黄变/粉化 紫外线(UV) 脂肪族异氰酸酯 + UV吸收剂
耐水解性 湿热环境 聚醚型软段 + 耐水解稳定剂
机械性能保持率 热氧老化 抗氧化剂 + 高交联密度结构
※ 绝对禁忌: 任何含芳香族异氰酸酯(如TDI、MDI)的PU树脂都会在UV下快速黄变,不得用于户外!
二、顶级耐候性树脂分类与代表产品
1. 纯脂肪族聚醚型PU(综合耐候性最优)
化学特征:
HDI/IPDI/H12MDI + 聚醚多元醇(PPG/PTMG)
优势:
紫外线稳定性极强(△E<1.0/年),耐水解性优异(85℃/85%RH下3000h无开裂)
代表产品方向:
科思创 Bayhydrol® UH 系列(水性,用于汽车清漆)
巴斯夫 Lupranol® Balance 系列(溶剂型,风电叶片涂层)
旭化成 Eternacoll® OX 系列(高透明光学保护膜)
2. 脂肪族聚酯-醚混合型PU(平衡耐候性与机械强度)
化学特征:
HDI + 聚酯-聚醚嵌段多元醇(如PCDL)
优势:
保留聚酯的硬度/耐磨性,同时提升耐水解性(比纯聚酯耐水性高5倍)
代表产品方向:
湛新 Setalux® DA 系列(工业地坪漆,耐QUV 3000h)
万华 WANNATE® HT-600(太阳能背板胶,85%湿度下10年寿命)
3. 氟改性聚氨酯(极端环境首选)
技术特征:
引入氟碳链段(-CF₂-)或氟硅单体
优势:
表面能降低(疏水防污),UV稳定性再提升50%,盐雾测试>5000h
代表产品方向:
大金 Zeffle® GK 系列(桥梁防腐涂料)
旭硝子 Lumiflon® FEVE树脂(地标建筑幕墙,质保25年+)
4. 纳米杂化聚氨酯(抗老化+自修复)
技术特征:
接枝SiO₂/TiO₂纳米粒子或层状粘土
优势:
纳米粒子屏蔽UV辐射,层状结构阻隔水氧渗透(吸水率<2%)
代表产品方向:
赢创 TEGO® Protect 系列(航空涂层,含纳米CeO₂抗UV)
BYNEL® 纳米改性树脂(杜邦,光伏组件封装胶)
三、按应用场景的选型指南
1. 户外高光泽装饰面漆(汽车、家电)
首选: 脂肪族聚醚型2K-PU + HALS紫外吸收剂
产品案例: PPG ENVIROCRON® Extreme Protection(QUV 4000h ΔE<1.5)
2. 柔性基材涂层(篷布、充气制品)
首选: 脂肪族聚醚-TPU + 碳黑紫外屏蔽
产品案例: 路博润 Estane® SKN系列(500kPa应力下耐候>10年)
3. 电子光学保护层(显示屏、光伏板)
首选: 氢化MDI型UV固化PU + 纳米氧化铟锡(ITO)
产品案例: 长兴化学 6232H-80(透光率>92%,耐湿热85/85通过3000h)
四、加速老化测试数据对比(关键参考)
树脂类型 QUV-B 340nm (2000h) 85℃/85%RH (3000h) ISO 4892-3 循环老化
脂肪族聚醚型PU ΔE<1.0, 无粉化 拉伸强度保持>90% 无开裂、无起泡
芳香族聚酯型PU(对比) ΔE>10, 严重黄变 强度崩溃(<30%) 大面积龟裂
氟改性PU ΔE<0.5 吸水率<1% 表面疏水性不变
测试标准:
QUV ASTM G154 | 湿热老化 ISO 6270-2 | 循环老化(UV+冷凝+低温)
五、使用注意事项
固化剂匹配:
脂肪族树脂必须搭配耐候型固化剂(如HDI三聚体),避免使用芳香族固化剂。
添加剂协同:
紫外吸收剂: Tinuvin® 1130(苯并三唑类)
自由基捕获剂: Tinuvin® 292(HALS)
水解稳定剂: Stabaxol® P(碳化二亚胺)
施工厚度控制:
户外薄涂(<40μm)需更高交联密度,厚涂(>100μm)应添加微裂纹抑制剂。
采购建议: 直接向供应商索要第三方老化测试报告(如SGS, TÜV),重点关注:
QUV测试:3000h后ΔE值(<2.0合格)和光泽保持率(>80%)
循环老化:是否通过ISO 12944-6 C5-M级别(工业高腐蚀环境)
一、耐候性核心要素
关键指标 劣化风险来源 高性能解决方案
抗黄变/粉化 紫外线(UV) 脂肪族异氰酸酯 + UV吸收剂
耐水解性 湿热环境 聚醚型软段 + 耐水解稳定剂
机械性能保持率 热氧老化 抗氧化剂 + 高交联密度结构
※ 绝对禁忌: 任何含芳香族异氰酸酯(如TDI、MDI)的PU树脂都会在UV下快速黄变,不得用于户外!
二、顶级耐候性树脂分类与代表产品
1. 纯脂肪族聚醚型PU(综合耐候性最优)
化学特征:
HDI/IPDI/H12MDI + 聚醚多元醇(PPG/PTMG)
优势:
紫外线稳定性极强(△E<1.0/年),耐水解性优异(85℃/85%RH下3000h无开裂)
代表产品方向:
科思创 Bayhydrol® UH 系列(水性,用于汽车清漆)
巴斯夫 Lupranol® Balance 系列(溶剂型,风电叶片涂层)
旭化成 Eternacoll® OX 系列(高透明光学保护膜)
2. 脂肪族聚酯-醚混合型PU(平衡耐候性与机械强度)
化学特征:
HDI + 聚酯-聚醚嵌段多元醇(如PCDL)
优势:
保留聚酯的硬度/耐磨性,同时提升耐水解性(比纯聚酯耐水性高5倍)
代表产品方向:
湛新 Setalux® DA 系列(工业地坪漆,耐QUV 3000h)
万华 WANNATE® HT-600(太阳能背板胶,85%湿度下10年寿命)
3. 氟改性聚氨酯(极端环境首选)
技术特征:
引入氟碳链段(-CF₂-)或氟硅单体
优势:
表面能降低(疏水防污),UV稳定性再提升50%,盐雾测试>5000h
代表产品方向:
大金 Zeffle® GK 系列(桥梁防腐涂料)
旭硝子 Lumiflon® FEVE树脂(地标建筑幕墙,质保25年+)
4. 纳米杂化聚氨酯(抗老化+自修复)
技术特征:
接枝SiO₂/TiO₂纳米粒子或层状粘土
优势:
纳米粒子屏蔽UV辐射,层状结构阻隔水氧渗透(吸水率<2%)
代表产品方向:
赢创 TEGO® Protect 系列(航空涂层,含纳米CeO₂抗UV)
BYNEL® 纳米改性树脂(杜邦,光伏组件封装胶)
三、按应用场景的选型指南
1. 户外高光泽装饰面漆(汽车、家电)
首选: 脂肪族聚醚型2K-PU + HALS紫外吸收剂
产品案例: PPG ENVIROCRON® Extreme Protection(QUV 4000h ΔE<1.5)
2. 柔性基材涂层(篷布、充气制品)
首选: 脂肪族聚醚-TPU + 碳黑紫外屏蔽
产品案例: 路博润 Estane® SKN系列(500kPa应力下耐候>10年)
3. 电子光学保护层(显示屏、光伏板)
首选: 氢化MDI型UV固化PU + 纳米氧化铟锡(ITO)
产品案例: 长兴化学 6232H-80(透光率>92%,耐湿热85/85通过3000h)
四、加速老化测试数据对比(关键参考)
树脂类型 QUV-B 340nm (2000h) 85℃/85%RH (3000h) ISO 4892-3 循环老化
脂肪族聚醚型PU ΔE<1.0, 无粉化 拉伸强度保持>90% 无开裂、无起泡
芳香族聚酯型PU(对比) ΔE>10, 严重黄变 强度崩溃(<30%) 大面积龟裂
氟改性PU ΔE<0.5 吸水率<1% 表面疏水性不变
测试标准:
QUV ASTM G154 | 湿热老化 ISO 6270-2 | 循环老化(UV+冷凝+低温)
五、使用注意事项
固化剂匹配:
脂肪族树脂必须搭配耐候型固化剂(如HDI三聚体),避免使用芳香族固化剂。
添加剂协同:
紫外吸收剂: Tinuvin® 1130(苯并三唑类)
自由基捕获剂: Tinuvin® 292(HALS)
水解稳定剂: Stabaxol® P(碳化二亚胺)
施工厚度控制:
户外薄涂(<40μm)需更高交联密度,厚涂(>100μm)应添加微裂纹抑制剂。
采购建议: 直接向供应商索要第三方老化测试报告(如SGS, TÜV),重点关注:
QUV测试:3000h后ΔE值(<2.0合格)和光泽保持率(>80%)
循环老化:是否通过ISO 12944-6 C5-M级别(工业高腐蚀环境)
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