【妙技分享】水性异氰酸酯固化剂在水性双组分木器漆的诈欺与探索

  • 时间: 2020-11-06 22:10
  • 来源: ZL
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  摸索水性异氰酸酯固化剂在水性双组木器漆的诈骗•,中央探究固化剂与树脂的搭配、n(-NCO):n(-OH)、分裂种类的水性异氰酸酯固化剂对漆膜的教化。经历测验漆膜的成效的式样来必定水性异氰酸酯固化剂的优越性,及施工的最佳条目。同时源委行使后漆膜效率来验证指导水性异氰酸酯固化剂闭成•。算作水性木器涂料的水性异氰酸酯固化剂,除了提高漆膜的力学强度、耐水、耐化学品效力,同时具有优异的成膜功能•。

  溶剂型木器涂料都含有大量的有机挥发性化合物,不光影响坐蓐和施工人员的身材健壮,还感染情况,以及形成资源耗费,随着人们环保意识的增强,以及各级政府环保规则的连绵出台•,木器涂料水性化已然是必由之途[1-2]。溶剂型双组分聚氨酯涂料效力高但有习染,而水性单组份涂料虽然具有低VOC含量,但在硬度、耐划伤、耐水性、耐溶剂等方面成效不尽人意,随之双组分水性聚氨酯涂料应运而生,它联贯前两者的利益,因而备受耀眼。比年,该目标成为环保型涂料范围探求的热点。双组分水性聚氨酯吃紧由水性树脂乳液组分(A组分)和水异氰酸酯固化剂(B组分)构成,聚氨酯薄膜由这两者搀和涂膜所得,即水异氰酸酯和水性多元醇树脂两者搀杂涂膜•。

  异氰酸酯是指分子中含有异氰酸酯基(-NCO)这类化合物的总称,水性异氰酸酯预聚体是经历在异氰酸酯预聚体中引入含有亲水基团的化合物;从而抵达异氰酸酯预聚体具有水可判袂的结果•。因其多异氰酸酯预聚体为固化剂的新型双组分水性聚氨酯涂料•,涂膜穷乏速度疾、明后高、外面好•,具有卓绝的死板功能••、耐化学效力和耐候性等益处,已被华夏及全国涂料行业和大多半的处分机构承认。近年来,由于环球各国对情况维护的合心,用水性涂料技巧来替换溶剂型涂料如故成为涂料的开展趋势,并且进一步加速了水性徐料的进展速度。投入20世纪90年月,Bayer公司率先在水性双组分聚氨酯范畴得到浩瀚突破。在此之前,很多核办高分子规模方面的专业人都不敢遐思对水敏感的异氰酸酯悍然可用水看成介质。投入21世纪以来,水性双组分聚氨酯理论化及应用又上了一步台阶取得了新的打破,这些都归功于水性树脂资料和水可分袂型异氰酸酯预聚体为原材料的合成和应用才力的冲破,因而水可离别型多异氰酸酯预聚体在水性聚氨酯中是最热口的穷究偏向[3-8]。

  单组分水性涂料,假若经交联改性或复关改性,其涂膜效用仍有不敷,难以顺心市集对高档涂料的需要•。连年开展起来的双组分水性聚氨酯,由水分裂体的树脂乳液和水可辨别的固化剂组成积累时、两组分开•,使用前搅拌混闭,涂装后与响应形成交联型涂膜。双组分水性聚氨酯涂料涂膜明朗好、附效能强、吸水率低、耐化学品性卓绝。

  水性双组分聚氨酯编制成膜机理与单组分比拟具有尤其驳杂的化学响应构成。水性异氰酸酯固化剂与羟基多元醇乳液反映禀赋氨基甲酸酯的加成反响,是双组分聚氨酯体例中理想景况获得的反响,也是其主反映[9]。其主反响的化学反应式如图1。

  水性双组份成膜除主响应外同时随同着大批的副应声。在种种副反映中,异氰酸酯与水的副反响却是最不行疏远的,该回声天赋的脲虽可加添交联密度,然而和氨基甲酸酯相容性并不好;另外,该副反响还会放出气体,随着水分的蒸发和涂膜的形成,理论上会熔化在涂膜中或飞腾到膜轮廓散逸,但倘使涂膜表面固化太速•,气泡将会来不及逸出,只能中断在膜内或在概况形成缺陷,直接教化涂膜的外观和结尾性能。由于副响应损耗局限异氰酸根,于是在举行双组分复配时,为了保障反映充足需要插足过量的异氰酸酯固化剂[9]。其个人副反响的化学反应式如图2。

  水性双组份考查愚弄配漆实验,凭据联合种水诀别型树脂乳液与差异水性异氰酸酯固化剂成膜,并试验其对漆膜的劝化,其树脂乳液配漆参考配方如表2

  水可阔别型异氰酸酯固化剂寻常有两种改性编制•。一种为非离子改性型,其产品典型,如:广东聚盈化工有限公司的JY02S;另一种为离子型改性如:广东聚盈化工有限公司的JY01S、JY05S•。考查选用羟值为120的乳液树脂JY-2100,水性异氰酸酯固化剂采用广东聚盈化工有限公司的JY01S、JY02S、JY05S。配漆比例为n(-NCO):n(-OH)=1.3•。比较测验如表格3

  依照国家楷模GB 23999-2009中的条件对涂膜的干燥时间•、附出力、硬度、耐水性、耐溶剂性、清朗等功能进行试验。

  在水性PU双组份的涂层具有光泽高、耐候性、耐磨、耐化学性等优良的特质,此中双组份中的固化剂起到了弗成冷酷的服从,本试验经由对分化种类的水性异氰酸酯固化剂举行均衡比照•,其成膜后数据参数如表5

  源委以上效力测验水性异氰酸酯固化剂不同亲水基大伙系对漆膜教化比较大(表5)。JY02S为非离子典型的亲水基团,实验出来的漆膜功能稍差;JY01S和JY05S阴离子亲水基团,所得出来的漆膜功效优势对比显明•,特别是JY05S性能犹为优良,其根蒂缘故为亲水基团与亲油基团做到平均;而JY01S加20%的PMA来医治亲水与亲油均衡,其吐露出来的漆膜也诟谇常优越。亲水亲油平均裁夺了配漆时乳液颗粒的包裹性,包裹适宜的不妨使含(-NCO)的水性固化剂与水的接触得少,消磨的-NCO基团就少;从而得出来的漆膜成效就对照精良。

  在水性双组份体例应声历程中,除了紧要的-NCO和-OH回声外,同时还会有其所有人的副反响如-NCO与水回声、-NCO与溶剂中的羟值回响、与树脂乳液的-COOH反响等。本考查以JY01S-80水性固化剂和YT2100为例早先咨询了n(-NCO):n(-OH)比例对漆膜性能的教化•,从而寻找最优的比例。

  1、当比例为1•.1时异氰酸酯的副反映蹧跶了部门-NCO值,从而-NCO基团不敷与-OH回声,导致-OH过量低落了交联度,劝化了漆膜力学效用及耐性。

  2、当n(-NCO):n(-OH)比例为1.5及以上时,-NCO充满过量,交联度裕如致密,力学功用非常卓绝,但耐性缩短••,其根底情由为当异氰酸酯过量时,一共膜层的亲水基团就进步了,从而导致耐水耐化学功效低落。

  (1)选择差别编制的水性异氰酸酯固化剂对漆膜的力学功用和耐化学效用起急急作用,用阴离子亲水基团的水性异氰酸酯固化剂普及比非离子的各项功效都要优良。

  (2)源委在水性异氰酸酯固化剂中引入溶剂,通过愚弄溶剂调整亲水与亲油均衡性,可在配漆成膜时退缩副响应的产生,从而获得了力学功效及耐化学性良好的漆膜。

  (3)水性异氰酸酯固化剂与树脂乳液用量n(-NCO):n(-OH)为1.3的条目下,配漆及成膜后测验其主要呆板性能力学成效及耐化学功能,尝试停止显露其功用均为最佳。

  本论文核办仅在广东聚盈化工有限公司的YT2100树脂乳液的根柢上追究,差异的树脂乳液与水性异氰酸酯固化剂的副回声速慢及几许各有所异。本论文的探索竣事仅做参考。

  [7] 顾国芳.双组分水性聚氨酯涂料的离别和成膜.建修原料学报,1999•,2(2):136-141[8] 李金旗.用于水性双姐分聚氨酯涂料的水性树脂和水可差别聚多异氰酸酯.上海涂

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