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影响丙烯酸聚氨酯漆干燥速度的因素

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发表于 2013-12-19 15:26:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
   羧酸对异氰酸酯与多元醇的催化效应早有报道,在双组分丙烯酸聚氨酯漆中,羧基的存在起到分子内催化作用,高酸值可以加快消耗,提高涂膜的干燥速度。通过合成不同酸值的羟基树脂来研究酸值对双组分聚氨酯漆适用期的影响,发现酸值增大时混合组分的黏度增加较快, 相应的适用期缩短,表明体系中的羧酸会加快氨酯化反应速度,且无机酸、磷酸酯、羟基酸及有机羧酸在氨基甲酸酯反应中均有催化作用。树脂的玻璃化温度羟基丙烯酸树脂的玻璃化转变温度取决于软硬单体的比例,影响涂膜的干燥速度、硬度以及柔韧性。树脂对涂层干燥速度的影响主要体现在对涂层初始状态的影响,树脂越高,则涂层的初始玻璃化温度、硬度也越高,涂层会很快达到可抛光的硬度。因此,提高树脂是加快涂层干燥速度的有效方法。需要注意的是,树脂玻璃化温度过高将导致树脂黏度增大、涂层的适用期缩短及涂层发脆等弊端。
    羟基单体的种类、自由度和用量均会不同程度地影响丙烯聚氨酯漆的干燥速度。常用的含羟基的丙烯酸酯类单体有丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯。双组分水性聚氨酯体系的羟基组分常用伯羟基类单体,如甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟乙酯。通常,距离树脂骨架愈远的羟基自由度愈大,越容易接近,而同种类型的羟基,由于自由度的增加,羟基的活动性更大,也会影响干燥速度。羟基含量对干燥速度的影响很复杂,一方面,树脂的羟基含量越高,同一温度下的树脂凝胶时间越短,即树脂的羟基反应活性越高,有利于加快干燥速度,但这也将缩短丙烯酸聚氨酯漆的适用期;另一方面,羟基含量的提高会使固化剂用量增加,即成本增加,而且羟基含量过高,交联点间单键内旋转变得困难,漆膜硬脆。此外,羟基含量的高低还直接影响双组分丙烯酸聚氨酯涂膜的交联密度,进而影响涂膜的硬度、耐水性和耐化学品性。近年来研究人员尝试将亚胺结构引入树脂体系,以提高固化速度,并发现,在低温环境下,添加含有结构的化合物将明显提高固化速度。
    采用催化剂是提高丙烯酸聚氨酯类涂料固化速度常用的方法,聚氨酯类涂料的催化剂可分成有机叔胺类和有机金属化合物两类。叔胺类催化剂对反应催化活性比水大,但其只对芳香族异氰酸酯有显著的催化作用,对脂肪族异氰酸酯的催化作用很弱。有机金属化合物对芳香族和脂肪族异氰酸酯都有较强的催化作用,最常用的是有机锡类化合物,若添加量过多,会明显降低涂料的活化期,而且残留在涂膜中的锡会增加涂膜吸氧量,使丙烯酸聚氨酯漆涂膜降解作用加剧,耐候性和耐腐蚀性降低。此外,有机锡的毒性较大,对人体健康造成较大的威胁,这在一定程度上限制了其应用。
    固化剂的种类和用量会影响固化反应速度。油漆工业常用的脂肪族聚异氰酸酯固化剂主要为六亚甲基二异氰酸酯衍生物。通常情况下,增加固化剂的用量可以提高涂膜的干燥速度,但是成本会增加许多,而且这类固化剂很低,导致丙烯酸聚氨酯涂膜的起始极低,使得丙烯酸聚氨酯漆涂膜达到可抛光硬度对应需要的时间增加,即涂膜干燥速度变慢。相比于传统固化剂,异佛尔酮二异氰酸酯三聚体和预聚物类产品较高,可用于提高涂膜的干燥速度,但其往往导致涂层发脆。





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发表于 2014-9-23 13:12:32 | 显示全部楼层
希望大家踊跃发言,我顶先












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