Pada tahun 2025, industri pelapisan sedang bergerak cepat menuju dua tujuan, yaitu "transformasi hijau" dan "peningkatan kinerja". Di bidang pelapisan kelas atas seperti otomotif dan transportasi kereta api, pelapis berbahan dasar air telah berevolusi dari "pilihan alternatif" menjadi "pilihan umum" berkat emisi VOC yang rendah, keamanan, dan non-toksisitasnya. Namun, untuk memenuhi tuntutan skenario aplikasi yang keras (misalnya, kelembapan tinggi dan korosi yang kuat) dan persyaratan pengguna yang lebih tinggi akan daya tahan dan fungsionalitas pelapisan, terobosan teknologi dalam pelapisan poliuretan berbahan dasar air (WPU) terus berlanjut. Pada tahun 2025, inovasi industri dalam optimasi formula, modifikasi kimia, dan desain fungsional telah menyuntikkan vitalitas baru ke dalam sektor ini.
Memperdalam Sistem Dasar: Dari “Penyetelan Rasio” ke “Keseimbangan Performa”
Sebagai "pemimpin kinerja" di antara pelapis berbasis air saat ini, poliuretan berbasis air dua komponen (WB 2K-PUR) menghadapi tantangan inti: menyeimbangkan rasio dan kinerja sistem poliol. Tahun ini, tim peneliti melakukan eksplorasi mendalam terhadap efek sinergis polieter poliol (PTMEG) dan poliester poliol (P1012).
Secara tradisional, poliester poliol meningkatkan kekuatan mekanis dan kepadatan lapisan karena ikatan hidrogen antarmolekul yang rapat, tetapi penambahan yang berlebihan mengurangi ketahanan air karena sifat hidrofilisitas gugus ester yang kuat. Eksperimen membuktikan bahwa ketika P1012 mencapai 40% (g/g) dari sistem poliol, "keseimbangan emas" tercapai: ikatan hidrogen meningkatkan kepadatan ikatan silang fisik tanpa hidrofilisitas yang berlebihan, mengoptimalkan kinerja komprehensif lapisan—termasuk ketahanan terhadap semprotan garam, ketahanan air, dan kekuatan tarik. Kesimpulan ini memberikan panduan yang jelas untuk desain formula dasar WB 2K-PUR, terutama untuk skenario seperti sasis otomotif dan komponen logam kendaraan rel yang membutuhkan kinerja mekanis dan ketahanan korosi.
“Menggabungkan Kekakuan dan Fleksibilitas”: Modifikasi Kimia Membuka Batasan Fungsional Baru
Meskipun optimasi rasio dasar merupakan "penyesuaian halus", modifikasi kimia merupakan "lompatan kualitatif" untuk poliuretan berbasis air. Dua jalur modifikasi menonjol tahun ini:
Jalur 1: Peningkatan Sinergis dengan Turunan Polisiloksan dan Terpena
Kombinasi polisiloksan berenergi permukaan rendah (PMMS) dan turunan terpena hidrofobik memberikan WPU sifat ganda, yaitu "superhidrofobisitas + kekakuan tinggi." Para peneliti menyiapkan polisiloksan berujung hidroksil (PMMS) menggunakan 3-merkaptopropilmetildimetoksisilan dan oktametilsiklotetrasiloksan, kemudian mencangkokkan isobornil akrilat (turunan kamfena yang berasal dari biomassa) ke rantai samping PMMS melalui reaksi klik tiol-ena yang diinisiasi UV untuk membentuk polisiloksan berbasis terpena (PMMS-I).
WPU yang dimodifikasi menunjukkan peningkatan yang signifikan: sudut kontak air statis melonjak dari 70,7° menjadi 101,2° (mendekati superhidrofobisitas seperti daun teratai), penyerapan air menurun dari 16,0% menjadi 6,9%, dan kekuatan tarik melonjak dari 4,70 MPa menjadi 8,82 MPa berkat struktur cincin terpena yang kaku. Analisis termogravimetri juga menunjukkan peningkatan stabilitas termal. Teknologi ini menawarkan solusi "anti-fouling + tahan cuaca" terintegrasi untuk komponen eksterior transportasi kereta api seperti panel atap dan side skirt.
Jalur 2: Ikatan Silang Poliimina Memungkinkan Teknologi “Penyembuhan Mandiri”
Penyembuhan mandiri telah menjadi teknologi populer dalam pelapis, dan penelitian tahun ini menggabungkannya dengan kinerja mekanis WPU untuk mencapai terobosan ganda dalam "kinerja tinggi + kemampuan penyembuhan mandiri." WPU ikatan silang yang dibuat dengan polibutilen glikol (PTMG), isoforon diisosianat (IPDI), dan poliimina (PEI) sebagai pengikat silang menunjukkan sifat mekanis yang mengesankan: kekuatan tarik 17,12 MPa dan perpanjangan putus 512,25% (mendekati fleksibilitas karet).
Yang terpenting, produk ini mencapai pemulihan mandiri sepenuhnya dalam 24 jam pada suhu 30°C—memulihkan kekuatan tarik hingga 3,26 MPa dan perpanjangan 450,94% setelah perbaikan. Hal ini membuatnya sangat cocok untuk komponen yang rentan tergores seperti bemper mobil dan interior kereta api, sehingga secara signifikan mengurangi biaya perawatan.
“Kontrol Cerdas Nanoskala”: Sebuah “Revolusi Permukaan” untuk Pelapis Anti-Fouling
Anti-grafiti dan mudah dibersihkan merupakan tuntutan utama untuk pelapis kelas atas. Tahun ini, pelapis tahan pengotoran (NP-GLIDE) berbasis "nanopool PDMS berbentuk cair" menarik perhatian. Prinsip utamanya melibatkan pencangkokan rantai samping polidimetilsiloksan (PDMS) ke kerangka poliol yang dapat terdispersi dalam air melalui kopolimer cangkok poliol-g-PDMS, membentuk "nanopool" dengan diameter kurang dari 30 nm.
Pengayaan PDMS dalam nanopool ini memberikan lapisan permukaan "seperti cairan"—semua cairan uji dengan tegangan permukaan di atas 23mN/m (misalnya, kopi, noda minyak) dapat meluncur tanpa meninggalkan bekas. Meskipun memiliki kekerasan 3H (mendekati kaca biasa), lapisan ini mempertahankan kinerja anti-fouling yang sangat baik.
Selain itu, strategi anti-grafiti "penghalang fisik + pembersihan ringan" diusulkan: menambahkan trimer IPDI ke dalam poliisosianat berbasis HDT untuk meningkatkan kepadatan film dan mencegah penetrasi grafiti, sekaligus mengendalikan migrasi segmen silikon/fluorin untuk memastikan energi permukaan rendah yang tahan lama. Dikombinasikan dengan DMA (Analisis Mekanik Dinamis) untuk kontrol kepadatan ikatan silang yang presisi dan XPS (Spektroskopi Fotoelektron Sinar-X) untuk karakterisasi migrasi antarmuka, teknologi ini siap untuk industrialisasi dan diharapkan menjadi tolok ukur baru untuk anti-fouling pada cat otomotif dan casing produk 3C.
Kesimpulan
Pada tahun 2025, teknologi pelapisan WPU akan beralih dari "peningkatan kinerja tunggal" menjadi "integrasi multifungsi". Baik melalui optimasi formula dasar, terobosan modifikasi kimia, maupun inovasi desain fungsional, logika intinya berpusat pada sinergi antara "keramahan lingkungan" dan "kinerja tinggi". Bagi industri seperti otomotif dan transportasi kereta api, kemajuan teknologi ini tidak hanya memperpanjang umur pelapisan dan mengurangi biaya perawatan, tetapi juga mendorong peningkatan ganda dalam "manufaktur ramah lingkungan" dan "pengalaman pengguna kelas atas".
Waktu posting: 14-Nov-2025