PU亚光清漆耐黄变性能的影响-聚氨酯涂料.docx

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PU亚光清漆耐黄变性能的影响

聚氨酯涂料

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论文导读:：聚氨酯涂料中适量的加入硝化棉后虽然对其黄变性有负面影响。涂料市场上众多商家推出了各类聚氨酯亚光清漆产品。其中耐黄变性最好的是椰子油改性醇酸树脂制备的PU亚光清漆。

关键词：聚氨酯涂料，亚光清漆，耐黄变性

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聚氨酯（PU）是一类用途广泛、性能优良且兼具橡胶和塑料特性的材料。因其性能优异，被广泛应用于航天、汽车、建筑、机械、安全防护、医用及光学仪器设备和小工业品等领域[1-3]。但目前，涂料市场上众多商家推出了各类聚氨酯亚光清漆产品，如抗黄变亚光清漆、耐黄变亚光清漆、不黄变亚光清漆等等。但文献中对如何做到聚氨酯亚光清漆耐黄变或不黄变，哪些因素对涂料黄变起主要作用报道较少。本课题就是针对聚氨酯亚光清漆所用料树脂、固化剂、硝化棉等具有代表性的原材料进行漆膜的耐黄变性试验，探讨影响聚氨酯亚光清漆的产生黄变的主要因素，从而为制备不黄变的聚氨酯亚光清漆提供依据。

1实验部分

1.1实验原料

豆油酸改性醇酸树脂、椰子油改性醇酸树脂、合成脂肪酸醇酸树脂、消光剂（HP860）、微粒化蜡（5551）、润湿剂(103)、消泡剂（052）、催化剂（PU-12）、防沉剂（R972）、紫外线吸收剂（UV-9）、丁酯、硝化棉（30%1/2秒硝化棉基料）、二甲苯、甲苯二异氰酸酯（TDI）三聚物、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）三聚物

1.2实验方案

（1）PU亚光清漆甲组分方案选择

选用不同树脂组成PU亚光清漆甲组分方案，具体方案见表1，其中树脂选用油酸改性醇酸树脂、椰子油改性醇酸树脂和合成脂肪酸醇酸树脂

表1亚光清漆甲组分

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原料

方案1组分%

树脂

消光剂（HP860）

防尘沉蜡（6900）

润湿剂（103）

流平剂（333）

消泡剂（052）

催化剂（Pu-12）

防尘沉剂（R972）

紫外线吸收剂(UV-9)

溶剂

丁酯

硝化棉

二甲苯

70

7.8

0.5

0.1

0.1

0.2

0.1

0.5

变量

5

5

变量

4.5

（2）固化剂的配制

选择不同异氰酸酯组成PU亚光清漆乙组分（固化剂）方案，具体见表2

表2亚光清漆乙组分

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原料

方案a组分%

方案b组分%

TDI三聚物

HDI三聚物

丁酯

二甲苯

70

-

20

10

-

70

20

10

1.3漆膜黄变性检测

将不同甲组分，乙组份同稀释剂以甲组分:乙组分:稀释剂=2:1:1～1.5的配比调制好成漆并涂刷样板，然后在烘箱中烘烤2h烘干。将烘干的涂料样板在紫外灯箱中封闭照射1h、2h、3h聚氨酯涂料，每隔1h取出，使用分光光度计进行变色测量，ΔE表示变色程度，为正值，Δb表示偏黄程度，正值表示偏黄[4]期刊网。

2结果与讨论

2.1树脂对PU亚光清漆黄变性的影响

因树脂易受日光、温度、水分等作用逐步氧化成醛酮和羧酸，并能进一步导致老化，产生黄变基团，从而出现黄变现象[5]。采用不同类型的树脂按照表1方案配制PU亚光清漆，分别用表2方案配制PU亚光清漆固化剂，利用紫外线加速老化试验讨论树脂对漆膜黄变性的影响。

表3树脂类型对PU亚光清漆黄变性的影响（TDI三聚物为固化剂）

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照射时间/h

1

2

3

ΔEΔb

ΔEΔb

ΔEΔb

豆油酸改性醇酸树脂

椰子油改性醇酸树脂

合成脂肪酸醇酸树脂

平均值

2.09+1.77

1.26+1.16

1.57+1.50

1.61

3.11+2.86

2.74+2.35

2.74+2.63

2.86

4.47+4.28

3.39+3.21

3.74+3.65

3.87

表4树脂类型对PU亚光清漆黄变性的影响（HDI三聚物为固化剂）

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照射时间/h

1

2

3

ΔEΔb

ΔEΔb

ΔEΔb

豆油酸改性醇酸树脂

椰子油改性醇酸树脂

合成脂肪酸醇酸树脂

平均值

1.10+0.95

0.52+0.50

1.00+0.80

0.87

1.77+1.70

1.13+1.07

1.36+1.28

1.42

2.43+2.37

1.68+1.63

1.95+1.79

2.02

从表3和表4结果中可以看出，漆膜在经紫外线照射后，色差都与原来有差异，其中Δb＞1时，表示有明显的变黄（三级）。且随着紫外线照射时间增加，黄变性明显增加。其中耐黄变性最好的是椰子油改性醇酸树脂制备的PU亚光清漆，其次是合成脂肪酸改性醇酸树脂，油酸改性醇酸树脂耐黄变性最差。这是紫外线的存在为漆膜的变色反应提供能量、自由基，其提供的能量足以破坏大部分树脂聚合物的化学键，引发自动氧化反应，造成老化降解[6]。聚氨酯亚光清漆黄变主要是由于芳香族固化剂的苯环与氨基酯共轭，发生氧化重排，形成具有发色基团的醌式结构。

2.2固化剂对PU亚光清漆黄变性的影响

由表和3