I 2025 accelererer belægningsindustrien mod de dobbelte mål om "grøn transformation" og "opgradering af ydeevne". Inden for avancerede belægningsområder som bil- og jernbanetransport har vandbaserede belægninger udviklet sig fra "alternative muligheder" til "mainstream-valg" takket være deres lave VOC-emissioner, sikkerhed og ikke-toksicitet. For at imødekomme kravene fra barske anvendelsesscenarier (f.eks. høj luftfugtighed og stærk korrosion) og brugernes højere krav til belægningers holdbarhed og funktionalitet fortsætter teknologiske gennembrud inden for vandbaserede polyurethan (WPU) belægninger dog i højt tempo. I 2025 har industriinnovationer inden for formeloptimering, kemisk modifikation og funktionelt design tilført denne sektor ny vitalitet.
Uddybning af det grundlæggende system: Fra "forholdsjustering" til "præstationsbalance"
Som den "førende inden for ydeevne" blandt nuværende vandbaserede belægninger står to-komponent vandbaseret polyurethan (WB 2K-PUR) over for en central udfordring: at afbalancere forholdet og ydeevnen af polyolsystemer. I år har forskerhold udført en dybdegående undersøgelse af de synergistiske effekter af polyetherpolyol (PTMEG) og polyesterpolyol (P1012).
Traditionelt forbedrer polyesterpolyol belægningens mekaniske styrke og densitet på grund af tætte intermolekylære hydrogenbindinger, men overdreven tilsætning reducerer vandmodstanden på grund af estergruppernes stærke hydrofilicitet. Eksperimenter bekræftede, at når P1012 tegner sig for 40 % (g/g) af polyolsystemet, opnås en "gylden balance": hydrogenbindinger øger den fysiske tværbindingsdensitet uden overdreven hydrofilicitet, hvilket optimerer belægningens omfattende ydeevne - herunder salttågemodstand, vandmodstand og trækstyrke. Denne konklusion giver klar vejledning til WB 2K-PURs grundlæggende formeldesign, især til scenarier som bilchassis og metaldele til jernbanekøretøjer, der kræver både mekanisk ydeevne og korrosionsbestandighed.
"Kombination af stivhed og fleksibilitet": Kemisk modifikation åbner op for nye funktionelle grænser
Mens optimering af grundlæggende blandingsforhold er en "finjustering", repræsenterer kemisk modifikation et "kvalitativt spring" for vandbaseret polyurethan. To modifikationsveje skilte sig ud i år:
Sti 1: Synergistisk forbedring med polysiloxan og terpenderivater
Kombinationen af polysiloxan med lav overfladeenergi (PMMS) og hydrofobe terpenderivater giver WPU dobbelte egenskaber: "superhydrofobicitet + høj stivhed." Forskere fremstillede hydroxyltermineret polysiloxan (PMMS) ved hjælp af 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilan og octamethylcyclotetrasiloxan, og podede derefter isobornylacrylat (et derivat af biomasseafledt camphen) på PMMS-sidekæder via UV-initieret thiol-en-klikreaktion for at danne terpenbaseret polysiloxan (PMMS-I).
Den modificerede WPU viste bemærkelsesværdige forbedringer: den statiske vandkontaktvinkel steg fra 70,7° til 101,2° (nærmer sig lotusbladlignende superhydrofobicitet), vandabsorptionen faldt fra 16,0% til 6,9%, og trækstyrken steg fra 4,70 MPa til 8,82 MPa på grund af den stive terpenringstruktur. Termogravimetrisk analyse afslørede også forbedret termisk stabilitet. Denne teknologi tilbyder en integreret "anti-fouling + vejrbestandig" løsning til udvendige dele i jernbanetransport, såsom tagpaneler og sideskørter.
Sti 2: Polyimin-tværbinding muliggør "selvhelende" teknologi
Selvreparerende teknologi er blevet populær inden for belægninger, og dette års forskning kombinerede den med WPU's mekaniske ydeevne for at opnå to gennembrud inden for "høj ydeevne + selvreparerende evne." Tværbundet WPU fremstillet med polybutylenglycol (PTMG), isophorondiisocyanat (IPDI) og polyimin (PEI) som tværbinder udviste imponerende mekaniske egenskaber: en trækstyrke på 17,12 MPa og en brudforlængelse på 512,25 % (tæt på gummifleksibilitet).
Afgørende er det, at den opnår fuld selvreparation på 24 timer ved 30°C – med en trækstyrke på 3,26 MPa og en forlængelse på 450,94 % efter reparation. Dette gør den yderst velegnet til ridseudsatte dele som bilkofangere og interiør i jernbanetransport, hvilket reducerer vedligeholdelsesomkostningerne betydeligt.
"Nanoskala intelligent styring": En "overfladerevolution" for antifouling-belægninger
Anti-graffiti og nem rengøring er centrale krav til high-end belægninger. I år tiltrak en begroningsbestandig belægning (NP-GLIDE) baseret på "væskelignende PDMS-nanopools" opmærksomhed. Dens kerneprincip involverer podning af polydimethylsiloxan (PDMS) sidekæder på en vanddispergerbar polyol-rygrad via podecopolymeren polyol-g-PDMS, hvilket danner "nanopools" mindre end 30 nm i diameter.
PDMS-berigelse i disse nanopools giver belægningen en "væskelignende" overflade – alle testvæsker med en overfladespænding over 23 mN/m² (f.eks. kaffe, oliepletter) glider af uden at efterlade mærker. Trods en hårdhed på 3H (tæt på almindeligt glas) opretholder belægningen en fremragende antifouling-egenskab.
Derudover blev der foreslået en anti-graffiti-strategi med "fysisk barriere + mild rengøring": introduktion af IPDI-trimer i HDT-baseret polyisocyanat for at forbedre filmtætheden og forhindre graffitiindtrængning, samtidig med at migrationen af silikone/fluorsegmenter kontrolleres for at sikre langvarig lav overfladeenergi. Kombineret med DMA (Dynamic Mechanical Analysis) til præcis kontrol af tværbindingstætheden og XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) til karakterisering af grænseflademigration er denne teknologi klar til industrialisering og forventes at blive en ny standard for antifouling i bilmaling og 3C-produktbeklædninger.
Konklusion
I 2025 bevæger WPU-belægningsteknologi sig fra "forbedring af enkeltstående ydeevne" til "multifunktionel integration". Uanset om det drejer sig om grundlæggende formeloptimering, gennembrud inden for kemisk modifikation eller funktionelle designinnovationer, drejer kernelogikken sig om at synergisere "miljøvenlighed" og "høj ydeevne". For industrier som bil- og jernbanetransport forlænger disse teknologiske fremskridt ikke kun belægningens levetid og reducerer vedligeholdelsesomkostninger, men driver også dobbelte opgraderinger inden for "grøn fremstilling" og "avanceret brugeroplevelse".
Opslagstidspunkt: 14. november 2025