水性聚氨酯（WPU）涂料是將高分子聚合物分散于水中或者以乳液的形式存儲的環(huán)境友好型涂料，可以大大降低VOC 排放量，廣泛用于家電、木器、建筑、塑料、工業(yè)防腐等領(lǐng)域。隨著(zhù)社會(huì )智能化的發(fā)展，涂料的應用也不僅局限于傳統意義上的遮蓋和保護，而是向智能化、生態(tài)化方向發(fā)展。
1 水性聚氨酯智能涂料制備途徑
水性聚氨酯涂料的研究始于20世紀50年代，最早用于皮革涂飾劑。早期采用強制乳化法工藝生產(chǎn)水性聚氨酯，因為存在部分乳化劑的殘留等問(wèn)題而逐漸棄用。目前主要采用內乳化法，使聚氨酯大分子能夠自乳化，在水中穩定存在。
2 智能WPU涂料分類(lèi)與設計應用
智能WPU的種類(lèi)較為繁多，按照制備工藝和用途大致可分為：
（1）表面防沾污類(lèi)，包括表面自清潔WPU涂料、表面防涂鴉WPU涂料等；
（2）抗壓改性類(lèi)，主要包含受損自修復、自潤滑等方面；
（3）生物活性改性類(lèi)，如生物抑菌、生物催化等；
（4）光電熱傳導改性類(lèi)，如WPU阻燃材料、磁性涂料等；
（5）溫度調節感應型涂料，包括溫致變色WPU涂料、溫度調節WPU涂料等。
部分智能涂料（如阻燃WPU涂料、紅外吸收WPU涂料等）已實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)。
2.1 WPU表面防沾污涂料
WPU涂層因具有良好的疏水疏油性、耐沾污性、耐化學(xué)品性和易清潔性，被廣泛用作智能防沾污涂料。WPU涂料的防沾污性能主要體現在兩個(gè)方面：
（1）涂膜自身不容易被沾污；
（2）涂膜沾污后容易清洗。
WPU涂料通過(guò)引入智能大分子嵌段調控涂膜表面自由能達到自清潔效果。
2.2 自修復WPU涂料
涂料在施工和使用的過(guò)程中，材料的內部和表面不可避免地受到損傷，但是有些損傷用儀器難以檢測，這使涂層的穩定性、力學(xué)強度等性能降低，從而達不到保護基底的作用，給基底材料帶來(lái)不可預測的嚴重后果
2.2.1 本征型自修復WPU 涂料
本征型自修復體系是利用成膜聚合物自身的化學(xué)特點(diǎn)，通過(guò)外界光電熱等刺激自動(dòng)愈合損傷，可以基本恢復材料的完整性和機械性能。本征型自修復體系主要依靠聚合物分子間的共價(jià)鍵和非共價(jià)鍵作用，可以多次刺激、修復。
2.2.2 埋植型自修復WPU 涂料
埋植型自修復WPU 涂料預先將修復劑植入涂層中，當受到外界作用造成材料損傷后，體系感應損傷并且釋放修復劑，達到自修復效果。根據植入修復劑方式的不同主要分為：液芯纖維自修復、微膠囊自修復、微脈網(wǎng)絡(luò )結構。不同于本征型自修復涂料，埋植型自修復涂料不需要外界刺激即可完成修復，自修復劑多以填料的形式加入WPU 涂料配方中。
2.3 智能防霉抗菌類(lèi)WPU涂料
生活中各種各樣的有害細菌不僅危害人們的健康，還會(huì )產(chǎn)生氣味和霉點(diǎn)，破壞涂層結構。WPU 涂料常應用于日用品和兒童玩具上，對于抗菌性能的要求更為嚴格。
2.4 光電響應類(lèi)WPU涂料
2.4.1 WPU 隱身涂料
隱形飛機等軍事設施均是利用隱身涂料的特性，在可見(jiàn)光、紅外光、紫外光、雷達等探測下不被敵方發(fā)現。智能“變色龍”涂料，可以根據周?chē)匀画h(huán)境的改變而改變自身顏色達到偽裝效果。
2.4.2 WPU 發(fā)光涂料
發(fā)光涂料能夠在特定的環(huán)境中起到警示、照明的作用，主要包括熒光、反光、自發(fā)光和蓄光型涂料。
2.5 智能節能保溫類(lèi)WPU涂料
玻璃隔熱是調控室內溫度的重要環(huán)節，玻璃覆蓋面積占據建筑物的一半以上，將智能調溫WPU涂料涂覆于玻璃表面可以起到較為明顯的調溫隔熱效果。
3 結語(yǔ)
水性聚氨酯智能涂料是一個(gè)十分具有前景的研究方向，將聚氨酯涂料優(yōu)異的機械性能、化學(xué)穩定性等與智能化領(lǐng)域相結合，賦予聚氨酯涂料新的應用前景。隨著(zhù)整個(gè)社會(huì )的智能化發(fā)展，水性聚氨酯涂料必將迎來(lái)全面的、全行業(yè)的智能化發(fā)展，同時(shí)智能化發(fā)展也是21 世紀整個(gè)涂料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
