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
2.1金属络合染料(色精)对活化期的影响 
某些色精对活化期的影响是较大的,23℃、同种PU涂料配漆在添加某国产色精和不加色精时的黏度随时间变化对比如图3所示。
 
某些色精对活化期的影响是较大的,23℃、同种PU涂料配漆在添加某国产色精和不加色精时的黏度随时间变化对比如图3所示。

由图3可知,加色精后,黏度增加明显加快。可能是色精内含有某种成分(游离的金属离子或某些胺类物质)对溶剂型PU双组分涂料的反应活性有催化作用。 
2.2温度对活化期的影响
有文献[4]提出,温度同—NCO的反应活性是成线性关系的。那么,温度应与活化期成反比关系。温度对活化期的影响非常大。现跟踪本公司某PU双组分涂料在不同温度环境下活化期(黏度增8s记)。该涂料为本公司某家装底漆,其活化期经总结如表2所示。
 
2.2温度对活化期的影响
有文献[4]提出,温度同—NCO的反应活性是成线性关系的。那么,温度应与活化期成反比关系。温度对活化期的影响非常大。现跟踪本公司某PU双组分涂料在不同温度环境下活化期(黏度增8s记)。该涂料为本公司某家装底漆,其活化期经总结如表2所示。

2.3催干剂对活化期的影响 
通常双组分聚氨酯涂料用催干剂主要有:有机锡类如二月桂酸二丁基锡(T-12)、辛酸亚锡(T-9)等,有机胺类如三乙烯二胺(A33)等。有机锡催干剂对活化期影响较大,T-9又比T-12影响大。研究发现锡类和胺类催干剂复配起来,其催化活性比单一催干剂活性要有效得多[4]。
调整催干剂用量是涂料生产厂家调整活化期及产品干性的常用方法,易于操作。从图1可以看到,活化期内黏度变化曲线近似直线,其斜率即为此涂料活化期内黏度变化速率。
以某合成脂肪酸树脂加不同催干剂量(A)配制涂料,其催干剂量与相对应的活化期内黏度变化速率(B)作图,如图4所示。
 
通常双组分聚氨酯涂料用催干剂主要有:有机锡类如二月桂酸二丁基锡(T-12)、辛酸亚锡(T-9)等,有机胺类如三乙烯二胺(A33)等。有机锡催干剂对活化期影响较大,T-9又比T-12影响大。研究发现锡类和胺类催干剂复配起来,其催化活性比单一催干剂活性要有效得多[4]。
调整催干剂用量是涂料生产厂家调整活化期及产品干性的常用方法,易于操作。从图1可以看到,活化期内黏度变化曲线近似直线,其斜率即为此涂料活化期内黏度变化速率。
以某合成脂肪酸树脂加不同催干剂量(A)配制涂料,其催干剂量与相对应的活化期内黏度变化速率(B)作图,如图4所示。

由图4可知,此涂料催干剂用量(A)同活化期内黏度变化速率(B)近似成线性关系。另文献[4]提出,催干剂用量与—NCO的反应活性成正比。可以同此结果相印证。以双组分聚氨酯亮光面和底漆的活化期(C)为例,C=8/B,此涂料不同催干剂量(A)相对应的活化期(C)作图,如图5所示。
 

催干剂量(A)成反比关系。 
2.4羟基组分(涂料树脂)选择对活化期的影响
很多涂料树脂,特别一些底漆树脂,为提高打磨性,其官能度较高,活化期较短。不同树脂活化期差别可能很大,换用活化期较长的树脂也是延长活化
期的一个方法。树脂活化期的影响因素[4]包括:
(1)酸值:酸值同活化期成反比关系。醇酸树脂[5]或羟基丙烯酸树脂[6]的酸值对树脂的—OH同固化剂的—NCO间的反应有一定的催化作用,酸值高,其催
化作用大,反应速度快。
(2)羟值:羟值同活化期成反比关系。—NCO与—OH的反应通常认为是一个二级反应,—OH浓度越高,—NCO与—OH反应越快[6]。
(3)树脂相对分子质量:树脂相对分子质量对活化期的影响很复杂,一方面,树脂相对分子质量越小热运动能力越强,与—NCO反应越快;但在相同羟值情况下相对分子质量大的每个分子上—OH基团多,可形成的交联点多,形成网状交联更容易,常常活化期更短[6]。
2.5-NCO组分(固化剂)对活化期的影响
MDI比TDI反应活性高,这是影响活化期的关键因素。目前,市场上以MDI合成的固化剂产品主要有以下几种类别:
(1)(冬用型)纯MDI聚合物。表干快,活化期短,贮存性适中。由于其活化期和贮存性只能在冬季有一定程度应用,干膜性能不能完全替代纯TDI产品,用于底漆有一定优势。
(2)(改性)纯MDI聚合物。合成MDI固化剂时,选用特殊原料和工艺,进行接枝改性,适当降低MDI活性,以接近TDI固化剂活化期。
(3)TDI/MDI聚合物。有游离TDI,做的较好的厂家能在活化期干性等方面接近TDI产品的性能,并达到游离TDI的国家标准。
3结语
笔者从溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料的应用试验方面对其活化期及影响因素进行了探讨,并提出了PU双组分涂料活化期的测试方法。溶剂型双组分聚氨酯木器涂料生产和使用者可以从中得到一些借鉴,对监控及改善活化期、指导生产有一定意义。
 
        2.4羟基组分(涂料树脂)选择对活化期的影响
很多涂料树脂,特别一些底漆树脂,为提高打磨性,其官能度较高,活化期较短。不同树脂活化期差别可能很大,换用活化期较长的树脂也是延长活化
期的一个方法。树脂活化期的影响因素[4]包括:
(1)酸值:酸值同活化期成反比关系。醇酸树脂[5]或羟基丙烯酸树脂[6]的酸值对树脂的—OH同固化剂的—NCO间的反应有一定的催化作用,酸值高,其催
化作用大,反应速度快。
(2)羟值:羟值同活化期成反比关系。—NCO与—OH的反应通常认为是一个二级反应,—OH浓度越高,—NCO与—OH反应越快[6]。
(3)树脂相对分子质量:树脂相对分子质量对活化期的影响很复杂,一方面,树脂相对分子质量越小热运动能力越强,与—NCO反应越快;但在相同羟值情况下相对分子质量大的每个分子上—OH基团多,可形成的交联点多,形成网状交联更容易,常常活化期更短[6]。
2.5-NCO组分(固化剂)对活化期的影响
MDI比TDI反应活性高,这是影响活化期的关键因素。目前,市场上以MDI合成的固化剂产品主要有以下几种类别:
(1)(冬用型)纯MDI聚合物。表干快,活化期短,贮存性适中。由于其活化期和贮存性只能在冬季有一定程度应用,干膜性能不能完全替代纯TDI产品,用于底漆有一定优势。
(2)(改性)纯MDI聚合物。合成MDI固化剂时,选用特殊原料和工艺,进行接枝改性,适当降低MDI活性,以接近TDI固化剂活化期。
(3)TDI/MDI聚合物。有游离TDI,做的较好的厂家能在活化期干性等方面接近TDI产品的性能,并达到游离TDI的国家标准。
3结语
笔者从溶剂型MDI双组分聚氨酯涂料的应用试验方面对其活化期及影响因素进行了探讨,并提出了PU双组分涂料活化期的测试方法。溶剂型双组分聚氨酯木器涂料生产和使用者可以从中得到一些借鉴,对监控及改善活化期、指导生产有一定意义。
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