U 2025. godini, industrija premaza ubrzano se kreće prema dvostrukim ciljevima "zelene transformacije" i "poboljšanja performansi". U oblastima vrhunskih premaza kao što su automobilski i željeznički saobraćaj, premazi na bazi vode su evoluirali od "alternativnih opcija" do "glavnih izbora" zahvaljujući niskim emisijama VOC-a, sigurnosti i netoksičnosti. Međutim, kako bi se zadovoljili zahtjevi teških scenarija primjene (npr. visoka vlažnost i jaka korozija) i viši zahtjevi korisnika za trajnost i funkcionalnost premaza, tehnološki prodori u premazima od poliuretana na bazi vode (WPU) nastavljaju se ubrzano. U 2025. godini, inovacije u industriji u optimizaciji formula, hemijskoj modifikaciji i funkcionalnom dizajnu unijele su novu vitalnost u ovaj sektor.
Produbljivanje osnovnog sistema: Od "Podešavanja omjera" do "Uravnoteženosti performansi"
Kao "lider u performansama" među trenutnim premazima na bazi vode, dvokomponentni poliuretan na bazi vode (WB 2K-PUR) suočava se s ključnim izazovom: uravnoteženjem omjera i performansi poliolnih sistema. Ove godine, istraživački timovi su proveli detaljno istraživanje sinergijskih efekata polieter poliola (PTMEG) i poliester poliola (P1012).
Tradicionalno, poliester poliol poboljšava mehaničku čvrstoću i gustoću premaza zbog gustih intermolekularnih vodikovih veza, ali prekomjerno dodavanje smanjuje otpornost na vodu zbog jake hidrofilnosti esterskih grupa. Eksperimenti su potvrdili da kada P1012 čini 40% (g/g) poliolnog sistema, postiže se "zlatna ravnoteža": vodikove veze povećavaju fizičku gustoću umrežavanja bez prekomjerne hidrofilnosti, optimizirajući sveobuhvatne performanse premaza - uključujući otpornost na slanu maglu, otpornost na vodu i zateznu čvrstoću. Ovaj zaključak pruža jasne smjernice za dizajn osnovne formule WB 2K-PUR, posebno za scenarije poput šasija automobila i metalnih dijelova željezničkih vozila koji zahtijevaju i mehaničke performanse i otpornost na koroziju.
„Kombinacija krutosti i fleksibilnosti“: Hemijska modifikacija otključava nove funkcionalne granice
Dok je osnovna optimizacija omjera "fino podešavanje", hemijska modifikacija predstavlja "kvalitativni skok" za poliuretan na bazi vode. Ove godine su se istakla dva puta modifikacije:
Put 1: Sinergističko poboljšanje sa polisiloksanom i derivatima terpena
Kombinacija polisiloksana niske površinske energije (PMMS) i hidrofobnih terpenskih derivata daje WPU dvostruka svojstva "superhidrofobnosti + visoke krutosti". Istraživači su pripremili hidroksilno-terminirani polisiloksan (PMMS) koristeći 3-merkaptopropilmetildimetoksisilan i oktametilciklotetrasiloksan, a zatim su kalemili izobornil akrilat (derivat kamfena izvedenog iz biomase) na bočne lance PMMS-a putem UV-inicirane tiol-enske klik reakcije kako bi se formirao polisiloksan na bazi terpena (PMMS-I).
Modificirani WPU pokazao je značajna poboljšanja: statički kontaktni ugao s vodom skočio je sa 70,7° na 101,2° (približavajući se superhidrofobnosti sličnoj lotosovom listu), apsorpcija vode pala je sa 16,0% na 6,9%, a zatezna čvrstoća porasla je sa 4,70 MPa na 8,82 MPa zbog krute terpenske prstenaste strukture. Termogravimetrijska analiza također je otkrila poboljšanu termičku stabilnost. Ova tehnologija nudi integrirano rješenje „protiv obraštanja i otpornosti na vremenske uvjete“ za vanjske dijelove željezničkog prijevoza, kao što su krovni paneli i bočne obloge.
Put 2: Umrežavanje poliimina omogućava tehnologiju „samozacjeljivanja“
Samoobnavljanje se pojavilo kao popularna tehnologija u premazima, a ovogodišnje istraživanje ga je kombinovalo sa mehaničkim performansama WPU-a kako bi se postigla dvostruka otkrića u „visokim performansama + sposobnosti samoobnavljanja“. Umreženi WPU pripremljen sa polibutilen glikolom (PTMG), izoforon diizocijanatom (IPDI) i poliiminom (PEI) kao umreživačem pokazao je impresivna mehanička svojstva: zateznu čvrstoću od 17,12 MPa i izduženje pri prekidu od 512,25% (blizu fleksibilnosti gume).
Ključno je da postiže potpuno samoobnavljanje za 24 sata na 30°C - vraćajući se na zateznu čvrstoću od 3,26 MPa i istezanje od 450,94% nakon popravke. Zbog toga je izuzetno pogodan za dijelove sklone ogrebotinama poput automobilskih branika i unutrašnjosti željezničkog prijevoza, značajno smanjujući troškove održavanja.
„Inteligentna kontrola na nanoskalnim razinama“: „Revolucija površina“ za premaze protiv obraštanja
Otpornost na grafite i lako čišćenje ključni su zahtjevi za vrhunske premaze. Ove godine, pažnju je privukao premaz otporan na onečišćenje (NP-GLIDE) baziran na "tekućim PDMS nanobazenima". Njegov osnovni princip uključuje kalemljenje bočnih lanaca polidimetilsiloksana (PDMS) na poliolni lanac koji se disperguje u vodi putem kalemljenog kopolimera poliol-g-PDMS, formirajući "nanobazene" manje od 30 nm u promjeru.
Obogaćivanje PDMS-om u ovim nano-bazenima daje premazu površinu „sličnu tečnosti“ – sve testne tečnosti sa površinskom napetošću iznad 23mN/m (npr. kafa, mrlje od ulja) klize bez ostavljanja tragova. Uprkos tvrdoći od 3H (blizu običnog stakla), premaz održava odlične performanse protiv obraštanja.
Pored toga, predložena je strategija protiv grafita „fizička barijera + blago čišćenje“: uvođenje IPDI trimera u poliizocijanat na bazi HDT-a radi povećanja gustoće filma i sprječavanja prodiranja grafita, uz kontrolu migracije silikonskih/fluornih segmenata kako bi se osigurala dugotrajna niska površinska energija. U kombinaciji s DMA (Dinamičko-mehanička analiza) za preciznu kontrolu gustoće umrežavanja i XPS (Rendgenska fotoelektronska spektroskopija) za karakterizaciju migracije na granici, ova tehnologija je spremna za industrijalizaciju i očekuje se da će postati novi standard za zaštitu od obraštanja u automobilskim bojama i kućištima 3C proizvoda.
Zaključak
U 2025. godini, tehnologija WPU premaza prelazi iz "poboljšanja pojedinačnih performansi" u "multifunkcionalnu integraciju". Bilo da se radi o osnovnoj optimizaciji formula, prodorima u hemijskoj modifikaciji ili inovacijama funkcionalnog dizajna, osnovna logika se vrti oko sinergije "ekološke prihvatljivosti" i "visokih performansi". Za industrije poput automobilske i željezničkog transporta, ovi tehnološki napredci ne samo da produžuju vijek trajanja premaza i smanjuju troškove održavanja, već i pokreću dvostruka poboljšanja u "zelenoj proizvodnji" i "vrhunskom korisničkom iskustvu".
Vrijeme objave: 14. novembar 2025.