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图1双组分水性聚氨酯涂料混合后涂料粘度的变化
 

对于水性双组分聚氨酯体系，通常我们会根据涂膜某些性能的突变来测定活化期，如光泽、硬度、耐溶剂性的变化等。我们对配方1，测试了混合后体系光泽的变化，结果见图2。从图2可以看出：此水性双组分聚氨酯体系在混合后5h内光泽基本不变，6h之后就有一个较大的突变。因此，我们依据光泽的变化可以确定此体系的活化期约在5h左右。

 

图2双组分水性聚氨酯涂料混合后涂膜光泽的变化
 

影响水性双组分聚氨酯体系活化期的因素较多，如树脂、固化剂、NCO/OH比例、搅拌方式、颜填料、助剂、催化剂、温度等等，不同的配方、施工工艺和环境都有可能导致不同的活化期。

2.3NCO与OH的比例

一般来说，多异氰酸酯与聚多元醇羟基的反应速度较与水反应快，但异氰酸酯总会被消耗一部分，与水反应生成胺和二氧化碳，胺再与异氰酸酯反应生成脲。为了保证与羟基完全反应，通常使异氰酸酯过量，NCO/OH的比例为1.5~3.0。一般NCO/OH比例越高，涂膜的硬度和耐化学性越好，但干燥时间越长，成本越高，考虑到异氰酸酯价格较贵，一般NCO与OH的比例控制在1.5左右，这样就能得到最佳性价比。

2.4羟基树脂的选择

用于水性双组分聚氨酯涂料的树脂有一级分散体和二级分散体，一级分散体干燥快、相对分子质量高、光泽低；二级分散体光泽高、流平好。一般工业涂料常常要求良好的外观和较好的物理性能，因此我们这里选择了丙烯酸的二级分散体，具有光泽高、流平好、耐候性佳等优点。在本试验中我们选择了两种树脂，BayhydrolA145和BayhydrolAXP2695。BayhydrolA145能够满足绝大多数工业涂料的需求，如光泽、硬度、附着力等；如有更高要求，可使用羟基含量较高的BayhydrolAXP2695设计配方，它能提供更高的铅笔硬度、更好的耐磨性和耐溶剂性。

2.5水性固化剂的选择

作为双组分水性聚氨酯体系，多异氰酸酯固化剂与多元醇水分散体充分均一地混合与分散是得到最佳涂膜性能的基本保证。因此选择合适易分散的多异氰酸酯固化剂显得尤为重要。目前市场上能够供应水性聚氨酯固化剂的主要厂商有拜耳、罗地亚、巴斯夫等，其中拜耳公司目前在市场上推广力度较大，产品种类也较多。本试验中我们选择了拜耳公司的两款固化剂：Bayhydur304，属于拜耳公司第二代聚醚改性的HDI三聚体，官能度高（约3.8），是水性聚氨酯工业涂料的标准固化剂；BayhydurXP2655，属于拜耳公司第三代磺酸盐改性的HDI三聚体，不需要助溶剂即可手工搅拌，分散更加均匀，硬度高、耐化学性好、干燥快。在和BayhydrolAXP2695树脂搭配使用时，可以得到最佳性能。

2.6水性双组分聚氨酯涂料存在问题及改进建议

笔者在试验过程中发现：目前的水性双组分聚氨酯涂料在性能方面已有很大提高，甚至可以超过一般溶剂型双组分聚氨酯涂料，但还存在以下问题：

（1）一次成膜厚度有限制，如在我们的试验过程中发现，如果一次干膜厚度超过60μm，就会出现漆膜表观较差，有大量气泡等现象。建议进一步加强一次成膜厚度及影响因素的研究。

（2）涂膜的干燥和表观受温度和湿度影响较大。同样的配方，如果干燥环境的相对湿度较高（约90%），光泽会明显下降。

（3）在强制干燥过程中，如80℃/30min，需要较长的闪干时间。否则漆膜表面会有气泡。

（4）水性双组分聚氨酯配方的复杂程度要远远超过其它水性体系和溶剂型体系。

尽管水性双组分聚氨酯涂料还存在一些不足，但其研究才刚刚开始，而且其综合性能优越，符合VOC排放要求，因此我们相信水性双组分聚氨酯体系一定会得到客户的青睐。

3结语

（1）采用Bayer公司水性丙烯酸树脂和固化剂制备了双组分水性聚氨酯工业涂料，其综合性能优越，__VOC符合国家环境标准（<250g/L），完全满足一般工业涂装的要求。

（2）该产品在生产和使用过程中无毒无害，不易燃烧，施工方便，完全可取代目前大多数溶剂型涂料。