En 2025, a industria dos revestimentos está a acelerar cara aos obxectivos duplos de "transformación verde" e "mellora do rendemento". En campos de revestimentos de alta gama como a automoción e o transporte ferroviario, os revestimentos de base acuosa evolucionaron de "opcións alternativas" a "opcións convencionais" grazas ás súas baixas emisións de COV, seguridade e non toxicidade. Non obstante, para satisfacer as esixencias de escenarios de aplicación difíciles (por exemplo, alta humidade e forte corrosión) e os maiores requisitos dos usuarios en canto a durabilidade e funcionalidade dos revestimentos, os avances tecnolóxicos nos revestimentos de poliuretano de base acuosa (WPU) continúan a bo ritmo. En 2025, as innovacións da industria na optimización de fórmulas, a modificación química e o deseño funcional inxectaron nova vitalidade neste sector.
Profundizando no sistema básico: do "axuste da relación" ao "equilibrio do rendemento"
Como "líder en rendemento" entre os revestimentos de base acuosa actuais, o poliuretano de base acuosa de dous compoñentes (WB 2K-PUR) enfróntase a un desafío fundamental: equilibrar a proporción e o rendemento dos sistemas de poliol. Este ano, os equipos de investigación levaron a cabo unha exploración en profundidade dos efectos sinérxicos do poliéter poliol (PTMEG) e o poliéster poliol (P1012).
Tradicionalmente, o poliéster poliol mellora a resistencia mecánica e a densidade do recubrimento debido ás densas pontes de hidróxeno intermoleculares, pero a adición excesiva reduce a resistencia á auga debido á forte hidrofilicidade dos grupos éster. Os experimentos verificaron que cando o P1012 representa o 40 % (g/g) do sistema de poliol, conséguese un "equilibrio dourado": as pontes de hidróxeno aumentan a densidade de reticulación física sen unha hidrofilicidade excesiva, optimizando o rendemento integral do recubrimento, incluíndo a resistencia á pulverización salina, a resistencia á auga e a resistencia á tracción. Esta conclusión proporciona unha guía clara para o deseño da fórmula básica de WB 2K-PUR, especialmente para escenarios como chasis de automóbiles e pezas metálicas de vehículos ferroviarios que requiren tanto rendemento mecánico como resistencia á corrosión.
"Combinando rixidez e flexibilidade": a modificación química abre novas fronteiras funcionais
Aínda que a optimización básica da proporción é un "axuste fino", a modificación química representa un "salto cualitativo" para o poliuretano de base acuosa. Este ano destacaron dúas vías de modificación:
Camiño 1: Mellora sinérxica con polisiloxano e derivados de terpenos
A combinación de polisiloxano de baixa enerxía superficial (PMMS) e derivados de terpenos hidrofóbicos dota ao WPU de propiedades duplas de "superhidrofobicidade + alta rixidez". Os investigadores prepararon polisiloxano terminado en hidroxilo (PMMS) usando 3-mercaptopropilmetildimetoxisilano e octametilciclotetrasiloxano, e despois enxertaron acrilato de isobornilo (un derivado do canfeno derivado da biomasa) nas cadeas laterais do PMMS mediante unha reacción de clic tiol-eno iniciada por UV para formar polisiloxano baseado en terpenos (PMMS-I).
A WPU modificada amosou melloras notables: o ángulo de contacto estático coa auga aumentou de 70,7° a 101,2° (aproximado á superhidrofobicidade semellante á dunha folla de loto), a absorción de auga diminuíu do 16,0 % ao 6,9 % e a resistencia á tracción aumentou de 4,70 MPa a 8,82 MPa debido á estrutura ríxida do anel de terpeno. A análise termogravimétrica tamén revelou unha mellor estabilidade térmica. Esta tecnoloxía ofrece unha solución integrada "antiincrustante + resistente ás inclemencias do tempo" para pezas exteriores do transporte ferroviario, como paneis do teito e faldóns laterais.
Camiño 2: A reticulación de poliiminas permite a tecnoloxía de "autorreparación"
A autorreparación emerxeu como unha tecnoloxía popular nos revestimentos, e a investigación deste ano combinouna co rendemento mecánico do WPU para lograr un dobre avance en "alto rendemento + capacidade de autorreparación". O WPU reticulado preparado con polibutilenglicol (PTMG), diisocianato de isoforona (IPDI) e poliimina (PEI) como reticulante mostrou propiedades mecánicas impresionantes: resistencia á tracción de 17,12 MPa e alongamento á rotura do 512,25 % (próxima á flexibilidade da goma).
Fundamentalmente, consegue a autorreparación completa en 24 horas a 30 °C, recuperando unha resistencia á tracción de 3,26 MPa e un alongamento do 450,94 % despois da reparación. Isto faino moi axeitado para pezas propensas a rabuñaduras como parachoques de automóbiles e interiores de transporte ferroviario, o que reduce significativamente os custos de mantemento.
"Control intelixente a nanoescala": unha "revolución superficial" para os revestimentos antiincrustantes
A resistencia aos grafitis e a facilidade de limpeza son demandas clave para os revestimentos de alta gama. Este ano, chamou a atención un revestimento resistente á incrustación (NP-GLIDE) baseado en "nanocombinacións de PDMS de tipo líquido". O seu principio básico consiste en enxertar cadeas laterais de polidimetilsiloxano (PDMS) nunha cadea principal de poliol dispersable en auga a través do copolímero de enxerto poliol-g-PDMS, formando "nanocombinacións" de menos de 30 nm de diámetro.
O enriquecemento con PDMS nestas nanocombinacións dálle ao revestimento unha superficie "semellante á dun líquido": todos os líquidos de proba cunha tensión superficial superior a 23 mN/m (por exemplo, café, manchas de aceite) escorregan sen deixar marcas. A pesar dunha dureza de 3H (próxima ao vidro ordinario), o revestimento mantén un excelente rendemento antiincrustante.
Ademais, propúxose unha estratexia antigrafitis de "barreira física + limpeza suave": a introdución de trímeros de IPDI en poliisocianato baseado en HDT para mellorar a densidade da película e evitar a penetración de grafitis, ao tempo que se controla a migración dos segmentos de silicona/flúor para garantir unha baixa enerxía superficial duradeira. En combinación con DMA (análise mecánica dinámica) para un control preciso da densidade das reticulacións e XPS (espectroscopia fotoelectrónica de raios X) para a caracterización da migración da interface, esta tecnoloxía está lista para a industrialización e espérase que se converta nun novo punto de referencia para a antiincrustación en pintura para automóbiles e carcasas de produtos tricomponentes.
Conclusión
En 2025, a tecnoloxía de revestimento WPU pasará da "mellora do rendemento único" á "integración multifuncional". Xa sexa a través da optimización básica de fórmulas, avances na modificación química ou innovacións no deseño funcional, a lóxica central xira arredor da sinerxía entre o "respectuoso co medio ambiente" e o "alto rendemento". Para industrias como a automobilística e o transporte ferroviario, estes avances tecnolóxicos non só prolongan a vida útil do revestimento e reducen os custos de mantemento, senón que tamén impulsan melloras dobres na "fabricación ecolóxica" e na "experiencia de usuario de alta gama".
Data de publicación: 14 de novembro de 2025