全  站关键词

水性聚氨酯(WPU)涂料是以水性聚氨酯树脂为基础，以水为分散介质配制的涂料[1]。WPU具有毒性小、不易燃烧、不污染环境等优点，同时还具有溶剂型聚氨酯涂料的一些性能，它将溶剂型聚氨酯涂料硬度高、附着力强、耐磨性、柔韧性好等优点与水性涂料的低VOC相结合。但同时其PU耐高温、耐水和耐化学性不够理想，乳液本身稳定性、自增稠性、固体质量分数和光泽性等方面不能满足人们的需求，许多研究者们都致力于水性双组分聚氨酯的研发工作[2-5]。室温固化水性双组分聚氨酯涂料在水性聚氨酯涂料中占据越来越重要的地位。双组分水性聚氨酯涂料的组分之一是经亲水处理的多异氰酸酯。通常选择脂肪族二异氰酸酯三聚体，用非离子型表面活性剂(如聚环氧乙烷)进行接枝改性，官能度3～4，固含量可达100%，也可用酯、酮、芳烃及醚酯类溶剂适当稀释[5]。施工时，该组分在搅拌下可以很容易分散到另一组分(即羟基组分)中。本试验采用氟丙烯酸改性水性聚氨酯，在无皂乳液聚合的过程中同时引入氟单体和羟基单体，所得的羟基组分和水性固化剂匹配，合成了性能优异的外墙高档涂料[6-10]。

1试验部分

1.1试验原料及预处理

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，工业品;1，4－丁二醇(BDO)，工业品;聚酯多元醇，工业品;二羟甲基丙酸(DMPA)，工业品;N-甲基吡咯烷酮，工业品，分子筛脱水;丙酮，分析纯，无水硫酸钠浸泡24h后常压蒸馏，分子筛保护;丙烯酸-羟乙酯(HEA)，化学纯，真空减压蒸馏，分子筛保护;对苯二酚，分析纯;三氟乙醇，工业品;二乙醇胺，工业品;三乙胺(TEA)，化学纯，常压蒸馏;甲基丙烯酸甲酯(MMA)，化学纯，碱洗，减压蒸馏，低温冷藏备用;丙烯酸丁酯(BA)，化学纯，碱洗，减压蒸馏，低温冷藏备用;甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEA)，工业品;甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，工业品;二丁基锡二月桂酸酯(DBT)，化学纯，用丁酮配成10%溶液备用;水性多异氰酸酯(WT-2102)。

1.2羟基组分的合成

1.2.1水性聚氨酯大单体的合成

向带有搅拌装置的有氮气保护的四口烧瓶中加入一定量的PE、BDO、DMPA，在110℃下让DMPA溶解，真空脱水1h，在80℃左右滴加IPDI，1h滴完，在烧瓶中加入二丁基锡二月桂酸酯，直至反应体系中—NCO含量接近理论值，加入对苯二酚、丙烯酸羟乙酯等封端剂，保温反应2h;加入三乙胺，反应0.5h;加入水，强烈分散0.5h。旋出丙酮，得半透明水性聚氨酯大单体(WPU)，固含量30％。

1.2.2水性羟基氟丙烯酸－聚氨酯杂化体的合成

取上述一定WPU大单体加入带有搅拌装置、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗的四口玻璃烧瓶中，将MMA、BA、TFEA和HEA混合，取其30％加入反应瓶，升温至85℃，搅拌30min溶胀胶粒，将过硫酸钾配成5％的溶液，取其20％加入反应瓶;搅拌聚合1h，从滴液漏斗同时滴加单体溶液和引发剂溶液，3.5h滴加完毕，在85℃继续反应1h，升温90℃，继续反应1h后，冷却至60℃，加胺中和剂调整pH值为8.0～8.5，降温至40℃，400目网过滤，即得到水性羟基氟丙烯酸－聚氨酯杂化体乳液，羟值约58～110mgKOH/g树脂。

1.3配漆工艺

水性多异氰酸酯固化剂黏度较大，直接分散在羟基组分中较为困难，配漆时用丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)将固化剂稀释到80%使用。清漆配方见表1。