涂料文集
探讨溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料活化期及影响因素
 MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)由于其低毒性及较低的蒸气压对人类及对环境的危害性远小于TDI涂料。目前在聚氨酯的各个行业,MDI代替TDI已是大势所趋。在涂料体系中,TDI仍是目前最主要的二异氰酸酯类原料,预计在不久的将来,对环境更友好的MDI将成为涂料领域最主要的二异氰酸酯类原料。MDI由于其活性高,其合成的固化剂常常出现活化期较短的弊病。活化期是MDI型双组分聚氨酯涂料一项重要性能指标。 
活化期也被称为混合有效期,其具体含义是指涂料的多个组分混合以后到不能使用之前的这一段时间[1]。评价溶剂型PU双组分涂料活化期的方法是在一定时间内(从配漆混合后开始)涂料的黏度虽有上升,但不影响施工,并对成膜过程及涂膜性能无明显影响,这个时间段就叫溶剂型PU双组分涂料的活化期。
目前,关于溶剂型PU双组分涂料活化期的研究报道较少,相关测试标准[2-3]也说得比较模糊,这与传统TDI型双组分聚氨酯涂料活化期都较长有关。本文对比在溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料施工过程中,黏度上升对涂膜性能的影响,并据此提出溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料的活化期的测试方法。对实际应用中影响其活化期的主要因素作了一些总结及研究分析。
1活化期对涂膜性能的影响
1.1主要原料
套装透明底漆、套装亮光清面漆、套装半哑清面漆,武汉仕全兴装饰涂料有限公司(溶剂型MDI体系双组分聚氨酯涂料)。
1.2试验仪器
涂-4杯黏度计、高速分散搅拌机570型、铅笔硬度计、60°光泽仪、涂膜柔韧性测试仪、QCJ型涂膜冲击器。
1.3试验方法
1.3.1性能测定方法
黏度,按照GB/T9269-1988测定;硬度,按照GB/T1730-1993测定;光泽,按照GB/T9754-1988测定;附着力,按照GB/9286-88测定;耐冲击性,按照GB/T1732-93测定。
1.3.2黏度增加对光泽影响
将半哑清面漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.5∶0.6比例相混合,从开始混合起每0.5~1h测定体系的黏度,分别取样、制膜,待48h涂膜彻底固化干燥后,测定涂层光泽。
1.3.3黏度增加对干膜性能的影响
将亮光清面漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.8∶0.8比例相混合,从开始混合起每0.5~1h测定体系的黏度,分别取样、制膜,待48h涂膜彻底固化干燥后,测定涂层干膜硬度、柔韧性、抗冲击性、附着力。
将透明底漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.5∶0.6比例相混合,从开始混合起每1h测定体系的黏度,分别取样、制膜、测定涂膜表干,待48h涂膜彻底固化干燥后,测定干膜硬度、打磨性。
1.4试验结果
1.4.1黏度和反应时间变化曲线
溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料在混合后,其黏度和反应时间成非线性关系,按黏度与反应时间作图,变化曲线如图1所示。

 

 

 
      
  
  
  
  
 
  
 
 
    活化期也被称为混合有效期,其具体含义是指涂料的多个组分混合以后到不能使用之前的这一段时间[1]。评价溶剂型PU双组分涂料活化期的方法是在一定时间内(从配漆混合后开始)涂料的黏度虽有上升,但不影响施工,并对成膜过程及涂膜性能无明显影响,这个时间段就叫溶剂型PU双组分涂料的活化期。
目前,关于溶剂型PU双组分涂料活化期的研究报道较少,相关测试标准[2-3]也说得比较模糊,这与传统TDI型双组分聚氨酯涂料活化期都较长有关。本文对比在溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料施工过程中,黏度上升对涂膜性能的影响,并据此提出溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料的活化期的测试方法。对实际应用中影响其活化期的主要因素作了一些总结及研究分析。
1活化期对涂膜性能的影响
1.1主要原料
套装透明底漆、套装亮光清面漆、套装半哑清面漆,武汉仕全兴装饰涂料有限公司(溶剂型MDI体系双组分聚氨酯涂料)。
1.2试验仪器
涂-4杯黏度计、高速分散搅拌机570型、铅笔硬度计、60°光泽仪、涂膜柔韧性测试仪、QCJ型涂膜冲击器。
1.3试验方法
1.3.1性能测定方法
黏度,按照GB/T9269-1988测定;硬度,按照GB/T1730-1993测定;光泽,按照GB/T9754-1988测定;附着力,按照GB/9286-88测定;耐冲击性,按照GB/T1732-93测定。
1.3.2黏度增加对光泽影响
将半哑清面漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.5∶0.6比例相混合,从开始混合起每0.5~1h测定体系的黏度,分别取样、制膜,待48h涂膜彻底固化干燥后,测定涂层光泽。
1.3.3黏度增加对干膜性能的影响
将亮光清面漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.8∶0.8比例相混合,从开始混合起每0.5~1h测定体系的黏度,分别取样、制膜,待48h涂膜彻底固化干燥后,测定涂层干膜硬度、柔韧性、抗冲击性、附着力。
将透明底漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.5∶0.6比例相混合,从开始混合起每1h测定体系的黏度,分别取样、制膜、测定涂膜表干,待48h涂膜彻底固化干燥后,测定干膜硬度、打磨性。
1.4试验结果
1.4.1黏度和反应时间变化曲线
溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料在混合后,其黏度和反应时间成非线性关系,按黏度与反应时间作图,变化曲线如图1所示。

如图1所示,溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料体系待双组分混合以后,体系黏度逐渐增加,在黏度增加8s左右时即出现拐点。 
1.4.2黏度变化对干膜光泽的影响
半哑清面涂膜光泽随黏度变化曲线如图2所示。
 
1.4.2黏度变化对干膜光泽的影响
半哑清面涂膜光泽随黏度变化曲线如图2所示。

从图2可以看出,黏度增加2s时,光泽变化还不明显,黏度增加4s时,涂膜光泽下降4%。黏度增8s时,光泽下降近15%,后期光泽变化逐渐趋于平缓。同时极限状态下,目测发现涂膜的透明性也变差。 
1.4.3黏度变化对干膜物性的影响
如表1所示,黏度增加10s以内硬度、柔韧性等干膜物性变化不大。但活化期过了后继续施工,硬度、耐冲击性等都有下降,柔韧性的提高可能也是交联度下降造成。附着力测试差别不明显,但极限试验(黏度达到50s以上,近胶凝),附着力明显下降。
 
1.4.3黏度变化对干膜物性的影响
如表1所示,黏度增加10s以内硬度、柔韧性等干膜物性变化不大。但活化期过了后继续施工,硬度、耐冲击性等都有下降,柔韧性的提高可能也是交联度下降造成。附着力测试差别不明显,但极限试验(黏度达到50s以上,近胶凝),附着力明显下降。

底漆打磨性经测试:实干后打磨性测试区别都较小,但黏度增加达20s时打磨性已明显变差,主要变化为后期粘砂情况更严重。此时,底漆涂膜已有一定程度发白,透明性变差。以上情况都表明,若活化期过了还加入溶剂继续施工,干膜交联度会有一定程度下降。 
1.5溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料活化期的测试方法
综合考虑黏度增大对施工及涂膜性能的影响,并参照活化期测试标准ISO2884-1,本文特对溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料活化期的测试方法做如下设定:
(1)双组分聚氨酯亮光面漆和底漆的活化期:涂料在混合后,其黏度增加8s的时间为其活化期。
(2)双组分聚氨酯哑光面漆的活化期:涂料在混合后,其黏度增加4s的时间为其活化期。
2活化期的影响因素
        
 
     			 
  
  
1.5溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料活化期的测试方法
综合考虑黏度增大对施工及涂膜性能的影响,并参照活化期测试标准ISO2884-1,本文特对溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料活化期的测试方法做如下设定:
(1)双组分聚氨酯亮光面漆和底漆的活化期:涂料在混合后,其黏度增加8s的时间为其活化期。
(2)双组分聚氨酯哑光面漆的活化期:涂料在混合后,其黏度增加4s的时间为其活化期。
2活化期的影响因素
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