涂料文集
水性双组分聚氨酯汽车修补漆
张发爱 , 王云普 , 柴春鹏 ( 西北师范大学高分子研究所 , 兰州 730070)
摘要 : 回顾了汽车修补漆的历史 , 重点对应用于汽车修补漆的水性双组分聚氨酯涂料进行了综述 , 介绍了各种含羟基组分和异氰酸酯组分的组成、合成方法及其性能指标 , 指出该类涂料是一种非常具有发展前景的汽车修补漆。
关键词 : 水性 ; 聚氨酯 ; 双组分 ; 涂料 ; 汽车修补
汽车修补漆是随着汽车而出现的 , 最初使用天然树脂漆 ,1925 年开始使用了硝基漆 , 以后出现了刷涂的醇酸树脂漆 ;1940 年开始使用可喷涂的醇酸树脂漆 ,1950 年逐步用中油度的醇酸树脂代替短油醇酸树脂和硝基漆。 70 年代 , 溶剂型双组分聚氨酯涂料进入汽车修补漆市场 , 并逐步成为汽车修补漆市场的主导产品。 90 年代 , 开发了高固体含量的双组分聚氨酯汽车修补漆 , 以代替传统的溶剂型醇酸树脂漆、硝基漆以及热塑性丙烯酸树脂漆。据报道 ,1994 年仅西欧就售出了 13.8 万吨双组分聚氨酯汽车修补漆。目前在西欧 , 溶剂型双组分聚氨酯涂料占据了 85% 的市场份额 [1] 。
汽车原车漆要求漆膜有较好的光泽、快干、良好的耐水性、耐溶剂性和耐老化性。汽车修补漆除了要达到这些性能以外 , 还必须能够低温固化 , 而双组分聚氨酯涂料正好能满足这些要求。由丙烯酸酯多元醇和多异氰酸酯组成的双组分聚氨酯涂料 , 能室温或低温烘烤固化 , 可用在汽车的金属、塑料、木材以及其它底材上。这类涂料由于使用了较多的挥发性有机化合物 ( VOC ) 作为溶剂 , 因此对环境造成了严重危害。
随着各国限制挥发性有机化合物标准的出台 , 对传统的溶剂型聚氨酯涂料提出了挑战。最近几年来 , 又开发了水性双组分聚氨酯涂料 , 并获得成功 , 其主要是采用了水分散的多元醇组分 , 通过在该多元醇组分中引入羧酸基团 , 将其用胺中和后分散在水中 ; 而作为固化剂的多异氰酸酯组分可采用低至中粘度的传统固化剂或使用亲水改性的多异氰酸酯。本文综述了可用于汽车修补漆的水性双组分聚氨酯涂料的各种组成、机理及其性能。
水性双组分聚氨酯涂料的反应原理如下 :
1 含羟基组分
在水性双组分聚氨酯涂料中 , 可使用的含羟基多元醇有聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚氨酯水分散体等。聚丙烯酸酯具有最好的保光保色性 , 漆膜耐候性、耐水性好、硬度高、干燥快、耐溶剂、机械性能好 , 因而不论是在溶剂型还是在水性涂料中都得到了大量的应用。聚酯漆膜耐热性好、不泛黄、耐溶剂、耐候性好 , 但耐水性和储存稳定性差 , 在水性涂料中应用较少 , 主要作为水性聚氨酯分散体的原料。聚醚漆膜耐寒性好、耐碱性水解、粘度低 , 但耐油性、耐水性、机械强度、干燥性差 , 不太适合在水性涂料中应用。聚氨酯水分散体是在单组分聚氨酯基础上发展起来的 , 漆膜硬度较高 , 干燥快 , 耐水耐热性好 , 具有良好的发展前景。本文主要介绍聚丙烯酸酯多元醇和含羟基聚氨酯水分散体。
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