采用羟基丙烯酸树脂和高固含量、高羟值的合成脂肪酸醇酸树脂制备双组分丙烯酸聚氨酯光油,研究了树脂、助剂和溶剂等因素及光油与固化剂配比对光.docVIP

摘要:采用羟基丙烯酸树脂和高固含量、高羟值的合成脂肪酸醇酸树脂制备双组分丙烯酸聚氨酯光油,研究了树脂、助剂和溶剂等因素及光油与固化剂配比对光油性能的影响。结果表明,当羟基丙烯酸树脂和合成脂肪酸醇酸树脂比例为74∶16,金属锡催干剂加入量为0.05%,采用丙烯酸类流平剂和非硅的树脂类消泡剂,选择恰当溶剂,光油与固化剂配比为4∶1时,光油的综合性能优良。 ????关键词:双组分聚氨酯;光油;树脂;助剂;溶剂;固化剂 ????0引言 ????双组分聚氨酯漆具有涂层干燥速度快,施工周期短,漆膜机械性能、耐老化性、耐化学品性优良等特点,广泛应用于各种金属制品、塑料制品的表面涂装,还可以作为修补漆使用,如门窗家具、工程机械五金制品、铝材、不锈钢底材、汽车摩托车附件等,可低温固化,也可常温干燥。它由两个组分组成,甲组分为色漆或清漆,用成膜树脂及各种颜填料、助剂、溶剂配制而成,乙组分为不黄变的异氰酸酯固化剂。聚氨酯漆甲组分的制备,一般用成膜树脂、助剂、溶剂配制成预聚物,俗称光油,可单独作为清漆使用,若加入研磨好的颜填料浆,即可制成色漆。光油的性能决定了所制成的聚氨酯漆的性能。本研究采用羟基丙烯酸树脂和高固含量、高羟值的合成脂肪酸醇酸树脂制备光油,研究了树脂、助剂和溶剂等因素及光油与固化剂配比对光油性能的影响,结果制得了漆膜机械性能、耐老化性和耐化学品性优良的双组分丙烯酸聚氨酯光油。 ????1实验部分 ????1.1原材料 ????羟基丙烯酸树脂、合成脂肪酸醇酸树脂:国产;丙烯酸类流平剂(BYK-358)、树脂类消泡剂、金属锡催干剂:进口;N3390(—NCO含量19.6%):德国BAYER;二甲苯、醋酸正丁酯:国产;稀释剂:自制。 ????1.2成膜树脂的性能指标 ????实验中采用国产的羟基丙烯酸树脂和合成脂肪酸醇酸树脂制备光油,即甲组分,其性能指标如表1所示。 ????1.3金属锡催干剂和树脂类消泡剂的配制 ????金属锡催干剂和树脂类消泡剂在产品配方中的用量很少,为了准确控制其添加量,必须先用溶剂稀释到一定的浓度,如表2所示。 1.4双组分丙烯酸聚氨酯光油参考配方 ????双组分丙烯酸聚氨酯光油参考配方见表3。 ????表1成膜树脂的性能指标? 双组分丙烯酸聚氨酯光油的制备 ????表2金属锡催干剂和消泡剂的配制 双组分丙烯酸聚氨酯光油的制备 ????生产工艺:按配方量称取树脂、助剂,分散均匀,用稀释剂调整黏度到80～100s[涂-4杯,(25±1)℃]。在制得的甲组分(光油)中加入各种颜填料浆,搅拌均匀后即可制成聚氨酯色漆,也可单独作为清漆使用。无论是色漆还是清漆,它们与乙组分(固化剂)的配比都是4∶1(质量比)。 ????1.5性能检测 ????将光油与固化剂以4∶1均匀混合,用稀释剂稀释到黏度18～22s,用空气喷枪喷涂,流平10min后放入80℃烘箱烘烤30min(也可常温干燥24h),取出静置冷却,测试性能如表4所示。 表3双组分丙烯酸聚氨酯光油参考配方 双组分丙烯酸聚氨酯光油的制备 ????表4双组分丙烯酸聚氨酯光油性能测试结果 双组分丙烯酸聚氨酯光油的制备 ????2结果与讨论 ????2.1合成脂肪酸醇酸树脂对光油性能的影响 ????成膜树脂中的羟基丙烯酸树脂性能优异,但是若单用它制备光油,在漆膜光泽、丰满度等方面还略显不足,因此加入合成脂肪酸醇酸树脂与之拼用,以改进性能。合成脂肪酸醇酸树脂对光油性能的影响如表5所示。 表5合成脂肪酸醇酸树脂用量对光油性能的影响 双组分丙烯酸聚氨酯光油的制备 ????从表5可以看出,当加入合成脂肪酸醇酸树脂后,光油漆膜的光泽和丰满度等均有所改善,硬度则有所降低,但是当其量达到一定程度后(在配方中比例达到24%以上),会对光油的耐水性和耐老化造成不利影响。这是因为合成脂肪酸醇酸树脂的固含量很高[(80±2)%],羟值也很高(145mgKOH/g),在同样的施工黏度下,合成脂肪酸醇酸树脂含量越高,施工固含量也越高,这样制得的漆膜自然光泽越高,丰满度也越好,但是其羟基含量远比羟基丙烯酸树脂高(前者羟值145mgKOH/g,后者只有85.8mgKOH/g),在同样的固化剂配比下,合成脂肪酸醇酸树脂含量越高,残留未反应完全的羟基也越多,因此造成了耐水性和耐老化性变差。比较来看,当羟基丙烯酸树脂与合成脂肪酸树脂比例为74∶16时漆膜综合性能最好。 ????2.2助剂对光油性能的影响 ????2.1.1流平剂的影响 ????流平剂一般是通过与涂料体系的一种可控制的不相容来降低涂料体系的表面张力,促使漆膜流平,消除漆膜的表面缺陷。常用的流平剂有两种,丙烯酸类流平剂和有机硅类流平剂。两种类型的流平剂对光油性能影响如表6所示。 ????表6流平剂对光油性能的影响 双组分丙烯酸聚氨酯