У 2025. години, индустрија премаза убрзано се креће ка двоструким циљевима „зелене трансформације“ и „побољшања перформанси“. У областима врхунских премаза као што су аутомобилски и железнички саобраћај, премази на бази воде су еволуирали од „алтернативних опција“ до „главних избора“ захваљујући ниским емисијама испарљивих органских једињења, безбедности и нетоксичности. Међутим, како би се задовољили захтеви тешких сценарија примене (нпр. висока влажност и јака корозија) и виши захтеви корисника за издржљивост и функционалност премаза, технолошки продори у премазима од полиуретана на бази воде (WPU) се настављају брзо. У 2025. години, индустријске иновације у оптимизацији формула, хемијској модификацији и функционалном дизајну унеле су нову виталност у овај сектор.
Продубљивање основног система: од „подешавања односа“ до „баланса перформанси“
Као „лидер у перформансама“ међу тренутним премазима на бази воде, двокомпонентни полиуретан на бази воде (WB 2K-PUR) суочава се са кључним изазовом: балансирањем односа и перформанси полиолних система. Ове године, истраживачки тимови су спровели детаљно истраживање синергијских ефеката полиетар полиола (PTMEG) и полиестер полиола (P1012).
Традиционално, полиестер полиол побољшава механичку чврстоћу и густину премаза због густих интермолекуларних водоничних веза, али прекомерно додавање смањује отпорност на воду због јаке хидрофилности естарских група. Експерименти су потврдили да када P1012 чини 40% (г/г) полиолног система, постиже се „златна равнотежа“: водоничне везе повећавају физичку густину умрежавања без прекомерне хидрофилности, оптимизујући свеобухватне перформансе премаза - укључујући отпорност на слани спреј, отпорност на воду и затезну чврстоћу. Овај закључак пружа јасне смернице за дизајн основне формуле WB 2K-PUR, посебно за сценарије попут аутомобилских шасија и металних делова шинских возила којима су потребне и механичке перформансе и отпорност на корозију.
„Комбиновање крутости и флексибилности“: Хемијска модификација отвара нове функционалне границе
Док је основна оптимизација односа „фино подешавање“, хемијска модификација представља „квалитативни скок“ за полиуретан на бази воде. Ове године су се издвојиле две путање модификације:
Пут 1: Синергијско побољшање полисилоксаном и терпенским дериватима
Комбинација полисилоксана ниске површинске енергије (ПММС) и хидрофобних терпенских деривата даје ВПУ двострука својства „суперхидрофобности + високе крутости“. Истраживачи су припремили полисилоксан са хидроксилним завршетком (ПММС) користећи 3-меркаптопропилметилдиметоксисилан и октаметилциклотетрасилоксан, а затим су калемили изоборнил акрилат (дериват камфена добијеног из биомасе) на бочне ланце ПММС-а путем УВ-инициране тиол-ен клик реакције да би се формирао полисилоксан на бази терпена (ПММС-И).
Модификовани WPU је показао значајна побољшања: статички угао контакта са водом скочио је са 70,7° на 101,2° (приближавајући се суперхидрофобности сличној листу лотоса), апсорпција воде је пала са 16,0% на 6,9%, а затезна чврстоћа је порасла са 4,70 MPa на 8,82 MPa због круте терпенске прстенасте структуре. Термогравиметријска анализа је такође открила побољшану термичку стабилност. Ова технологија нуди интегрисано решење „против обрастања + отпорност на временске услове“ за спољашње делове железничког транзита, као што су кровни панели и бочне прагове.
Пут 2: Умрежавање полиимина омогућава технологију „самоизлечења“
Самозарастање се појавило као популарна технологија у премазима, а овогодишње истраживање га је комбиновало са механичким перформансама WPU-а како би се постигао двоструки продор у „високим перформансама + способности самозарастања“. Умрежени WPU припремљен са полибутилен гликолом (PTMG), изофорон диизоцијанатом (IPDI) и полиимином (PEI) као умреживачем показао је импресивна механичка својства: затезну чврстоћу од 17,12 MPa и издужење при прекиду од 512,25% (близу флексибилности гуме).
Кључно је то што постиже потпуно самозарастање за 24 сата на 30°C — опорављајући се до затезне чврстоће од 3,26 MPa и издужења од 450,94% након поправке. Због тога је веома погодан за делове склоне огреботинама попут аутомобилских браника и ентеријера железничког превоза, значајно смањујући трошкове одржавања.
„Наноразмерна интелигентна контрола“: „Површинска револуција“ за премазе против обрастања
Отпорност на графите и лакоћа чишћења су кључни захтеви за врхунске премазе. Ове године, пажњу је привукао премаз отпоран на прљавштину (NP-GLIDE) заснован на „течносличним PDMS нанобазенама“. Његов основни принцип укључује калемљење бочних ланаца полидиметилсилоксана (PDMS) на полиолну основу дисперзибилну у води преко калемљеног кополимера полиол-g-PDMS, формирајући „нанобазенке“ мањег пречника од 30 nm.
Обогаћивање PDMS-ом у овим нанобазеницама даје премазу површину „сличну течности“ – све тест течности са површинским напоном изнад 23mN/m (нпр. кафа, мрље од уља) клизе без остављања трагова. Упркос тврдоћи од 3H (близу обичног стакла), премаз одржава одличне перформансе против обрастања.
Поред тога, предложена је стратегија против графита „физичка баријера + благо чишћење“: увођење IPDI тримера у полиизоцијанат на бази HDT-а ради побољшања густине филма и спречавања продора графита, уз контролу миграције силиконских/флуорних сегмената како би се осигурала дуготрајна ниска површинска енергија. У комбинацији са DMA (динамичко-механичка анализа) за прецизну контролу густине умрежавања и XPS (рендгенска фотоелектронска спектроскопија) за карактеризацију миграције међуповршинске површине, ова технологија је спремна за индустријализацију и очекује се да ће постати нови стандард за заштиту од обрастања у аутомобилским бојама и кућиштима 3C производа.
Закључак
У 2025. години, технологија WPU премаза прелази са „побољшања једне перформансе“ на „вишефункционалну интеграцију“. Било да се ради о оптимизацији основних формула, продорима у хемијској модификацији или иновацијама у функционалном дизајну, основна логика се врти око синергије „еколошке прихватљивости“ и „високих перформанси“. За индустрије попут аутомобилске и железничке индустрије, ови технолошки напредци не само да продужавају век трајања премаза и смањују трошкове одржавања, већ и покрећу двострука побољшања у „зеленој производњи“ и „врхунском корисничком искуству“.
Време објаве: 14. новембар 2025.