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高性能双组分丙烯酸聚氨酯面漆的研制

时间:2011-05-17 09:47:39 来源: 作者:爱卡点击:次

2.1.1丙烯酸树脂的选择

丙烯酸树脂对光的主要吸收峰处在太阳光谱范围之外，所以丙烯酸树脂具有特别优良的性能：

（1）色浅，水白、透明；

（2）耐光、耐候性佳，户外暴晒耐久性强，耐紫外光照射不易分解或变黄，能长期保持原有的光泽及色泽；

（3）耐热、耐过热烘烤，在170℃下不分解、不变色，在230℃左右或更高的温度下仍不变色；

（4）耐腐蚀，有较好的耐酸、碱、盐、油脂、洗涤剂等化学品的沾污及腐蚀性能。

选用无锡万博涂料化工有限公司生产的含羟基丙烯酸树脂，含羟基丙烯酸树脂或改性树脂与脂肪族多异氰酸酯配合，可制得性能优良的聚氨酯涂料。树脂的羟基含量决定了其反应活性及交联密度、耐沾污性、耐溶剂性。

无锡万博涂料化工有限公司生产的应用于实色面漆的丙烯酸树脂产品主要有WF-H5015、WF-H5016、WF-H6020、WF-H6022、WF-H6028、WF-H6030S、WF-H7030B等，这类丙烯酸树脂与多异氰酸酯交联后，可获得较为理想的性能。其中WF-H6028丙烯酸树脂适用于豪华客车面漆，耐候性、保光保色性、耐紫外光性良好。WF-H6028的技术指标见表3。

表3WF-H6028丙烯酸树脂的技术指标

2.1.2颜料的选择

颜料在色漆中不可或缺，其作用不仅是提供色彩和装饰性，更重要的是改善涂料的物理化学性能，提高涂膜的机械强度、附着力、防腐性能、耐光性和耐候性等。丙烯酸树脂本身耐紫外线性能很高，但对紫外线没有阻隔作用，所以丙烯酸树脂涂料所用的颜料必须具备与其相匹配的户外耐久性和耐腐蚀性，能够经受紫外线曝晒，并具有良好的共混性和着色性。一般来说，无机颜料具有较好的耐热、耐化学性和耐候性；有机颜料有更宽范围的明亮色彩，颜料的选择取决于要求的颜色、耐久性及其它性能。实色面漆试制过程中选用的颜料应具有高装饰性，色彩鲜艳明亮，色牢度佳，耐溶剂、耐化学品性、耐热性、耐候性优，着色力强，遮盖力好，以便获得颜料体积浓度比低的漆膜。

2.1.3固化剂的选择

由于丙烯酸树脂涂料的外用、高耐候、高装饰性等特殊要求，因此它的固化交联剂也只能是脂肪族或脂环族这类在长期经受日晒夜露、风吹雨打的苛刻条件下都不泛黄，耐候性特别突出的异氰酸酯化合物。目前比较常用的是六亚甲基二异氰酸酯（HDI）缩二脲、HDI三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）三聚体等。HDI缩二脲比较有代表性的商品有德国拜尔公司的DesmodurN75，罗地亚的HDB75等。HDI三聚体与HDI缩二脲相比，具有干燥速度快、涂层硬度高以及耐候性获得进一步改善等方面的特点，主要原因是其自聚而形成的六元环具有较高的稳定性。主要产品有拜耳公司的DesmodurN3300、N3390，罗地亚的HDT90等。IPDI三聚体与以上两种异氰酸酯相比，具有下述特点：（1）与各种树脂、溶剂的混容性都非常好，为配方设计带来极大的方便；（2）对空气中潮湿的敏感性相对偏低，这样可以避免因湿度大而引起的不少漆膜弊病；（3）单体或三聚体的毒性偏低。因此，IPDI三聚体也得到了广泛的应用。HDI衍生物与IPDI三聚体的性能比较见表4。

表4HDI衍生物与IPDI三聚体的性能比较

注：相对值。

从表4中数据可知：IPDI三聚体在某些性能上比HDI衍生物要好一些。IPDI三聚体可以和几乎所有的含羟基树脂及其它树脂相配合，还可以和其它脂肪族、芳香族异氰酸酯混容。IPDI三聚体还可以大大减少不沾尘时间，但IPDI三聚体的价格偏高。如果将HDI缩二脲与IPDI三聚体按一定比例混合使用，就可以较为明显地缩短涂层的不沾尘时间，同时其硬度和耐候性也有一定程度的改善和提高。

2.1.4助剂的影响

聚氨酯涂料，特别是用作汽车修补漆的聚氨酯涂料，助剂的应用显得更为重要。一般在这类涂料中添加助剂，主要解决以下问题：

●改善涂料的施工性能；

●改善涂层的外观、装饰性；

●提高涂料的贮存稳定性；

●改善涂料的开罐性能；

●提高涂料的生产效率等。

（1）催化剂

在聚氨酯涂料的制造、加工以及施工后固化成膜的过程中都要使用催化剂，主要用来加速异氰酸酯基与活性氢化合物的反应。因此，催化剂的正确选择和使用非常重要。催化剂的使用取决于很多因素，如聚氨酯中两个组分的品种、反应条件、环境温度以及催化剂的种类等。值得注意的是：那些能够加速异氰酸酯基与活性氢化合物的反应的催化剂尽管能够有效地缩短干燥时间，但忽视了这些双组分涂料配漆后的适用期。两者之间应该很好地权衡，然后再确定催化剂的正确用量。合理的用量在0.03%~0.10%之间。催化剂用量对漆膜性能的影响见表5。