Sa 2025, ang industriya ng coating ay bumibilis patungo sa dalawahang layunin ng "green transformation" at "pag-upgrade ng performance." Sa mga high-end na larangan ng coating tulad ng automotive at rail transit, ang waterborne coating ay nagbago mula sa "mga alternatibong opsyon" patungo sa "mga pangunahing pagpipilian" salamat sa kanilang mababang VOC emissions, kaligtasan, at hindi nakakalason. Gayunpaman, upang matugunan ang mga pangangailangan ng malupit na mga sitwasyon ng aplikasyon (hal., mataas na kahalumigmigan at malakas na kaagnasan) at mas mataas na mga kinakailangan ng mga gumagamit para sa tibay at functionality ng coating, ang mga teknolohikal na tagumpay sa waterborne polyurethane (WPU) coatings ay nagpapatuloy nang mabilis. Noong 2025, ang mga inobasyon ng industriya sa formula optimization, chemical modification, at functional na disenyo ay nag-inject ng bagong sigla sa sektor na ito.
Pagpapalalim sa Pangunahing Sistema: Mula sa "Pag-tune ng Ratio" hanggang sa "Balanse sa Pagganap"
Bilang "pinuno sa pagganap" sa mga kasalukuyang waterborne coating, nahaharap ang dalawang bahagi na waterborne polyurethane (WB 2K-PUR) sa isang pangunahing hamon: pagbabalanse ng ratio at performance ng mga polyol system. Sa taong ito, nagsagawa ang mga research team ng malalim na paggalugad sa mga synergistic na epekto ng polyether polyol (PTMEG) at polyester polyol (P1012).
Ayon sa kaugalian, pinahuhusay ng polyester polyol ang coating mechanical strength at density dahil sa siksik na intermolecular hydrogen bond, ngunit ang labis na pagdaragdag ay nakakabawas ng water resistance dahil sa malakas na hydrophilicity ng mga ester group. Na-verify ng mga eksperimento na kapag ang P1012 ay umabot sa 40% (g/g) ng polyol system, makakamit ang isang “golden balance”: ang mga hydrogen bond ay nagpapataas ng pisikal na crosslink density nang walang labis na hydrophilicity, na nag-o-optimize sa komprehensibong performance ng coating—kabilang ang salt spray resistance, water resistance, at tensile strength. Ang konklusyong ito ay nagbibigay ng malinaw na patnubay para sa WB 2K-PUR na pangunahing disenyo ng formula, lalo na para sa mga sitwasyon tulad ng automotive chassis at rail vehicle metal parts na nangangailangan ng mechanical performance at corrosion resistance.
"Pagsasama-sama ng Rigidity at Flexibility": Ang Chemical Modification ay Nagbubukas ng Bagong Mga Hangganan sa Paggana
Habang ang pangunahing pag-optimize ng ratio ay isang "pinong pagsasaayos," ang kemikal na pagbabago ay kumakatawan sa isang "qualitative leap" para sa waterborne polyurethane. Dalawang path ng pagbabago ang lumabas sa taong ito:
Path 1: Synergistic Enhancement sa Polysiloxane at Terpene Derivatives
Ang kumbinasyon ng low-surface-energy polysiloxane (PMMS) at hydrophobic terpene derivatives ay nagbibigay sa WPU ng dalawahang katangian ng "superhydrophobicity + high rigidity." Inihanda ng mga mananaliksik ang hydroxyl-terminated polysiloxane (PMMS) gamit ang 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane at octamethylcyclotetrasiloxane, pagkatapos ay i-grafted ang isobornyl acrylate (isang derivative ng biomass-derived camphene) sa mga side chain ng PMMS sa pamamagitan ng UV-initiated thiol-PM-based na reaksyon sa pag-click na polysiloxpeneene (PMMS) na pinasimulan ng thiol-peneene.
Ang binagong WPU ay nagpakita ng kapansin-pansing mga pagpapabuti: ang static na anggulo ng contact ng tubig ay tumalon mula 70.7° hanggang 101.2° (lumalapit na tulad ng dahon ng lotus na superhydrophobicity), bumaba ang pagsipsip ng tubig mula 16.0% hanggang 6.9%, at ang lakas ng tensile ay tumalon mula 4.70MPa hanggang 8.82MPa na istruktura dahil sa istruktura ng rigid na terpene. Ang Thermogravimetric analysis ay nagsiwalat din ng pinahusay na thermal stability. Nag-aalok ang teknolohiyang ito ng pinagsamang solusyong "anti-fouling + weather-resistant" para sa mga panlabas na bahagi ng rail transit tulad ng mga panel ng bubong at mga palda sa gilid.
Path 2: Polyimine Crosslinking Enables "Self-Healing" Technology
Ang self-healing ay lumitaw bilang isang tanyag na teknolohiya sa mga coatings, at ang pananaliksik sa taong ito ay pinagsama ito sa mekanikal na pagganap ng WPU upang makamit ang dalawahang tagumpay sa "mataas na pagganap + kakayahan sa pagpapagaling sa sarili." Ang crosslinked WPU na inihanda gamit ang polybutylene glycol (PTMG), isophorone diisocyanate (IPDI), at polyimine (PEI) bilang crosslinker ay nagpakita ng mga kahanga-hangang mekanikal na katangian: tensile strength na 17.12MPa at elongation sa break na 512.25% (malapit sa rubber flexibility).
Higit sa lahat, nakakamit nito ang ganap na pagpapagaling sa sarili sa loob ng 24 na oras sa 30°C—bumabawi sa 3.26MPa tensile strength at 450.94% elongation pagkatapos ng repair. Ginagawa nitong lubos na angkop para sa mga scratch-prone na bahagi tulad ng mga automotive bumper at interior ng rail transit, na makabuluhang binabawasan ang mga gastos sa pagpapanatili.
"Nanoscale Intelligent Control": Isang "Surface Revolution" para sa mga Anti-Fouling Coating
Ang anti-graffiti at madaling paglilinis ay mga pangunahing pangangailangan para sa mga high-end na coatings. Ngayong taon, nakatawag pansin ang isang fouling-resistant coating (NP-GLIDE) batay sa "mga katulad na likidong PDMS nanopool". Ang pangunahing prinsipyo nito ay nagsasangkot ng paghugpong ng polydimethylsiloxane (PDMS) na mga side chain sa isang water-dispersible polyol backbone sa pamamagitan ng graft copolymer polyol-g-PDMS, na bumubuo ng "mga nanopool" na mas maliit sa 30nm ang lapad.
Ang pagpapayaman ng PDMS sa mga nanopool na ito ay nagbibigay sa coating ng isang "tulad ng likido" na ibabaw—lahat ng pansubok na likido na may tensyon sa ibabaw na higit sa 23mN/m (hal., kape, mantsa ng langis) ay dumudulas nang hindi nag-iiwan ng mga marka. Sa kabila ng tigas na 3H (malapit sa ordinaryong salamin), ang coating ay nagpapanatili ng mahusay na anti-fouling performance.
Bukod pa rito, iminungkahi ang isang "pisikal na hadlang + banayad na paglilinis" na diskarte sa anti-graffiti: pagpapakilala ng IPDI trimer sa polyisocyanate na nakabatay sa HDT upang mapahusay ang density ng pelikula at maiwasan ang pagtagos ng graffiti, habang kinokontrol ang paglipat ng mga segment ng silicone/fluorine upang matiyak ang pangmatagalang mababang enerhiya sa ibabaw. Pinagsama sa DMA (Dynamic Mechanical Analysis) para sa tumpak na crosslink density control at XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) para sa interface migration characterization, ang teknolohiyang ito ay handa na para sa industriyalisasyon at inaasahang magiging isang bagong benchmark para sa anti-fouling sa automotive na pintura at 3C na mga casing ng produkto.
Konklusyon
Sa 2025, ang WPU coating technology ay lumilipat mula sa "single-performance improvement" patungo sa "multi-functional integration." Sa pamamagitan man ng basic formula optimization, chemical modification breakthroughs, o functional design innovations, ang pangunahing logic ay umiikot sa pagsasama-sama ng "kabaitan sa kapaligiran" at "mataas na pagganap." Para sa mga industriya tulad ng automotive at rail transit, ang mga teknolohikal na pag-unlad na ito ay hindi lamang nagpapalawak ng buhay ng coating at nagpapababa ng mga gastos sa pagpapanatili ngunit nagtutulak din ng dalawahang pag-upgrade sa "green manufacturing" at "high-end na karanasan ng user."
Oras ng post: Nob-14-2025