高固体分聚氨酯清漆的研剃高固体分聚氨酯清漆的研剃同江
时间：2022/07/20 13:02:27 编辑：
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1前言 目前国际上对环保法规日趋强化，尤其对有机溶剂的排放量严格限制。因此，开发低污染涂料新品种已成为涂料工作者的研究方向。 溶剂型高固体分涂料可节省大量有机溶剂，它具有诸多优点：其一，制造和施工所用设备均与普通涂料相近，毋需增加新的设备投资其二，高固体分涂料分子量低、粘度小，涂装时对底材润湿性好，流平性及丰满度佳，不易产生缩孔等缺陷。其三，由于该种涂料的固体分大于75％，其施工固体分大于60％，所以，一次喷涂就可得到较厚涂层。因此，在同样得到满意涂层的情况下，可减少施工遍数，省时、省力、省能源，并减少环境污染，使人力、物力、财力得到充分利用。大力开发高固体分涂料是涂料行业的发展方向之一。2树脂的合成2。1高固体分醇酸树脂配方设计原理 在溶剂型涂料中，挥发性有机化合物是用来调整固体分和粘度的。一般说来，减少溶剂的用量，固体分就高，但往往也会使粘度变大、而粘度太大，又不利于施工和贮存。那么，欲降低涂料VOC含量，生产高固体分涂料，设计配方的首要问题就是适当降低树脂分子量，保证分子线性聚合，并要增加分子中的活性官能团。其次，要选择适当的溶剂。只有协调好这几种影响因素的关系，才能得到令人满意的涂膜性能。 本实验合成的醇酸树脂，理论上树脂平均官能度FAV=1．7～1．9。若FAV＜1．7，所得树脂分子量大小，性能较差。若FAV＞2．0，则在酯化时，分子间不可避免地发生交联，使树脂粘度升高。由此可见，降低树脂粘度，合成各项物化性能均优的树脂之有效方法就是保证分子线性聚合，并选择较大醇超量、使多余的羟基在固化时与其它活性官能团交联成网，以达到令人满意的漆膜性能。2．2含羟基组分——高固体分醇酸树脂的合成 高固体分醇酸树脂可选用的原料有：植物油或脂肪酸、多元醇、多元酸、一元酸。本实验选料为蓖麻油、三羟甲基丙烷、苯酥、顺酥、苯甲酸。配方中树脂的理论羟值为100～180，FAV＝1．8。该树脂可与TDI加成物配合，制成双组分高固体分聚氨酯漆。 工艺方法：在装有搅拌、温度计、分水器的三颈瓶中，一次性全部加入蓖麻油、三羟甲基丙烷、苯酥、顺酚、苯甲酸及部分回流二甲苯，升温，在160℃～200℃下反应1h，200℃～230℃下保持至酸价≤10mgKOH/g，粘度100s一150s，稀释至固体分％。此工艺称为“一步法”。也可将蓖麻油、三羟甲基丙烷及苯甲酸先反应至一定酸值，再降温，加入苯酥、顺酥、继续升温，反应至粘度、酸价合格，工艺上称为“二步法”。2、3高固体TDI加成物的合成 原料选用：三羟甲基丙烷、TDI及有机溶剂。。 工艺方法：先对三羟甲基丙烷及有机溶剂进行脱水，制成脱水“三羟液”，然后再一次性加入TD1，或将脱水三羟液滴加到TDI中，在70t～100℃下反应至NCO％＜13，固体分％。前者较后者色浅、粘度低、反应时间短。2．4树脂性能测试 将二个组分于施工前以成份一：成份二＝1：0．8的比例混合均匀，酌加适量有机溶剂，然后喷涂，在至温下干燥成膜。其全项性能如下。 表3高固体分聚氨酯清漆性能测试表项 目 指标施工粘度 18s～25s固体分 约60％硬度 0．7～0．8冲击强度cm 50柔韧性 nIKn 1附着力 级 1光泽 ％ 100～105耐水 1个月3结果与讨论3．1工艺对树脂粘度的影响 如前所述，高固体分醇酸树脂的合成可分为“一步法”和“二步法”。从结果上看，“一步法”所制得的树脂一般比“二步法”的色浅、粘度低，而且达到低酸值所需要的时间也较短。 此外，反应温度对聚合速度及粘度的影响也较大。在反应时间不长的情况下，反应温度尽可能低，这样合成的树脂色浅、粘度小。因此，高固体分树脂的合成不但与配方设计有关，而且也与工艺设计关系甚大。3．2有机溶剂对树脂粘度的影响 高固体分涂料所需的溶剂须溶解力强、挥发性小。溶解强度大，树脂表观粘度低，固体分就高，所以选择适当的溶剂对制做高固体分涂料尤为重要。现就本文所制高固体分醇酸树脂而言，各种有机溶剂溶解力大小为。 丙酮）甲乙酮》环己酮）乙二醇乙醚乙酸酯）醋酸丁酯）醋酸乙酯》甲苯）二甲苯》其它芳烃溶剂油。 由于丙酮、丁酮挥发速度太快，虽有利于降低树脂粘度，但单独使用，漆膜表于速度太快，桔皮严重，从而影响漆膜性能，若要保证树脂低粘度、较高固体分，又要得到完美的漆膜外观，保证漆膜某些性能，应使用混合溶剂。3．3分子结构、分子量对粘度、性能的影响 树脂分子量高，粘度就大，固体分相应就低。但分子量大低，漆膜性能变差，并在施工时也易产生流挂现象，所以，分子量不宜太低。 具有线性结构的低分子量树脂本身附着力、硬度筹备项物理机械性能较差，但可设计足够的活性官能团，使之在固化成膜时与其它树脂的活性基团反应，交联成网，以弥补“先天”不足，使其性能在“后天”得以改善。4结语 本文所制多羟基高固体分醇酸树脂不仅能用TDI加成物固化，而且还可用氨基树脂进行固化，其烘烤温度100t～110t，漆膜的各项性能均优。 根据选用颜填料的不同，此树脂可用来制造各色高固体分聚氨酯透明清漆、透明底漆、透明腻子、亚光清漆、磁漆、珠光漆、闪光漆等系列产品。