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为解决传统聚氨酯（PU）涂料挥发性有机化合物（VOCs）排放问题及水性聚氨酯（WPU）机械和热性能不足的问题，研究人员开展新型低温固化单组分水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）涂料研究，成功开发该涂料，提升了性能，拓宽了应用，意义重大。
在涂料领域，聚氨酯（PU）凭借化学耐磨性、耐刮性、柔韧性和韧性等优异特性，广泛应用于汽车、木材、金属和玻璃等多种行业的涂层。然而，传统 PU 涂料释放挥发性有机化合物（VOCs），对空气污染和环境可持续性造成严重威胁。水性聚氨酯（WPU）虽因无 VOCs 排放、环境友好且具备良好物理性能而备受关注，但多数 WPU 呈线性结构，分子链含亲水基团，导致机械性能和耐水性欠佳。
为改善这一现状，研究人员不断探索。在此背景下，来自国外的研究人员开展了新型低温固化单组分（1K）水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）涂料的研究。该研究成果发表于《Applied Surface Science》，意义非凡。它成功开发出具有潜伏交联性能的新型低温固化 1K WPUA 涂料，为涂料行业带来新突破，有望广泛应用于对温度敏感的基材，推动环保工业涂料发展。
研究人员为开展此项研究，采用了多种关键技术方法。运用动态光散射（DLS）测定 WPUA 乳液粒径，以评估其稳定性；利用扫描电子显微镜（SEM）分析乳液的形态和数量；通过热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）研究涂料的热稳定性；借助傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）等技术对涂料结构和反应进行表征；原子力显微镜（AFM）则用于观察涂层表面特性 。
材料准备
实验选用马来酸酐（MA）、己二酸（AA）、二甘醇（DEG）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）等多种分析纯试剂直接用于实验。
不饱和聚酯（UNPES）多元醇的合成
通过 MA、AA、1,4 - 丁二醇（BDO）和 DEG 的酯化反应，成功制备出不饱和聚酯多元醇 UNPES 1500，为后续 WPUA 的合成奠定基础。
WPUA 乳液分析
DLS 测试显示 WPUA 样品粒径为 210nm，粒径小，乳液稳定性良好。SEM 分析进一步明确了乳液的形态和数量特征。同时，WPUA 膜均匀、连续且清澈，无宏观相分离现象。
研究成功开发出具有潜伏交联性能的新型低温固化 1K WPUA 涂料。聚乙二醇 400 - 二丙烯酸酯（PEG 400 - DA）作为潜伏交联剂，使体系在储存时保持稳定，80°C 热处理即可引发交联，远低于传统 1K 体系 150°C 以上的固化温度。这一成果降低了能源消耗，拓宽了涂料在热敏基材上的应用范围，如塑料、木材等。其潜伏交联机制显著提升了涂膜的机械性能和热稳定性，在环保工业涂料领域展现出巨大的应用潜力，为解决传统涂料的环境问题和性能短板提供了有效方案，推动了涂料行业向绿色、高性能方向发展。
