双组分快干耐划伤聚氨酯涂料的制备

宋亮，钟军，陈永福，王琴( 中国兵器工业第五九研究所，重庆400039)

中国汽车制造业的飞速发展，带动了汽车零部件产业的快速增长。激烈的市场竞争环境，对汽车零部件产品的表面涂装质量和涂装效率都提出更高的要求。对于表面几何形状复杂的工件进行自动化喷涂的涂装工艺，由于其较高的涂装成本，易于产生涂装缺陷，翻修率高等不足而未能在国内大面积推广［1］。目前，市面上提供的中低成本聚氨酯漆普遍存在表干时间长、耐划伤性能差等缺陷，为了满足市场需求，本实验研发了具有耐划伤、快干等特性的双组分丙烯酸聚氨酯涂料。该涂料在喷涂后5 min 即达到硬干状态，可对喷涂工件实现人工翻转等操作而不会影响漆膜外观，市场反应良好。

1 实验部分
1. 1 主要原材料
丙烯酸树脂5060: 工业级，上海高点化工; 高丁酰基含量低相对分子质量醋丁纤维素: 工业级，美国伊士曼; 各种助剂:分析纯，德国迪高; 玻璃粉MR － 1: 工业级，江门市德福化工;微蜡粉B6: 工业级，德国科莱恩; 多异氰酸酯固化剂750T: 工业级，江苏三木; 混合溶剂: 工业级，自制。
1. 2 漆料组分基本配方
通过对各原材料的选择，确定了最优配方见表1。
表1 漆料配方

1. 3 固化剂组分基本配方
快干耐划伤聚氨酯涂料的固化剂配方见表2。
表2 固化剂配方

1. 4 涂料制备工艺
按配方比例将微蜡粉、玻璃粉用辅助溶剂浸泡0. 5 h 以上，然后与醋丁纤维素一起加入分散机中，分散至细度≤30 μm，制成功能料浆备用。将丙烯酸树脂、助剂、体质填料、混合溶剂混合均匀，用砂磨机研磨至细度≤30 μm，制成主料浆。在低速搅拌状态下，将功能料浆缓慢注入主料浆中，待搅拌均匀后过滤、包装，即得产品。
1. 5 涂料的性能及检测方法
快干耐划伤聚氨酯涂料主要性能指标见表3。
表3 主要性能指标

2 结果与讨论
2. 1 基料树脂的选择
要实现在80 ℃， 20 min 条件下固化，常用的解决方案是多羟基树脂配合异氰酸酯固化体系以及环氧类树脂配合聚酰胺类树脂固化体系。因此，本实验选用多种具有市场代表性的聚酯、丙烯酸、环氧树脂作基料树脂，在满足施工工艺前提下，以漆膜性能为评价标准，进行配方初筛。结果表明，在80℃， 20 min 干燥条件下，聚酯与多异氰酸酯固化剂组成的漆膜硬度较差且耐划伤性能欠佳，而环氧树脂与聚酰胺固化剂组成的漆膜硬干时间较长，漆膜颜色黄变较严重。而丙烯酸树脂与多异氰酸酯固化剂配合组成的漆膜硬度与耐划伤性能优良，加入醋丁纤维素后硬干时间缩短至10 min 以内。本实验最终选用上海高点化工5060 型丙烯酸树脂作为基料树脂［2 － 3］。
2. 2 多异氰酸酯树脂的选择
未封端的多异氰酸酯树脂作为交联剂主要用于低温烘烤型和常温自干型热固性涂料体系。因其较低的固化温度和优异的漆膜性能而得到广泛的应用。其中TDI 型多异氰酸酯树脂固化后漆膜硬度高，耐划伤性能好，虽然存在柔韧性和耐光老化方面的不足，但其成本相对低廉［4］。本实验选用江苏三木公司750T 为固化剂，根据原材料的理论羟值和异氰酸根含量计算，漆料与固化剂施工质量比为3∶ 1( 交联密度为100%，固化剂过量5%) 。涂料在80 ℃， 20 min 条件下固化后，漆膜物理性能优良，耐水性、耐中性盐雾性均达到150 h 以上。