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氨基树脂在常温固化漆中的应用

来源:未知 作者:admin 时间:2012-09-11 点击:
导读:羟基丙烯酸树脂与氨基树脂、封闭型磺酸盐潜催化剂、稀释剂等复配成的丙烯酸氨基漆,具有低温固化特性,该氨基漆与一定比例的多异氰酸酯固化剂混合,制得氨基聚氨酯漆。该涂料贮存稳定性好,交联密度高,可常温自干,也可低温固化。
氨基树脂在常温固化漆中的应用

田洪星1,2 孙道兴1
(1.青岛科技大学环境与安全学院,266042;2.山东省滨州市公安消防支队,256600)

0 引言
聚氨酯漆具有较高的交联密度,呈现出优异的耐化学腐蚀性、耐酸碱性、耐溶剂性、耐磨性、耐划伤性等特性,且漆膜丰满光亮、附着力优异。另外,其含羟基组分与多异氰酸酯固化剂的比例可调,能常温自干或低温烘干,在家具、塑料、大型机械、航空、工程、电器等行业获得广泛应用。但聚氨酯涂料活化期短,复配后3 h左右易稠化变质。另外,通常的多异氰酸酯固化剂对水、醇、湿气非常敏感,稀释剂中有少量水时,稀释剂与固化剂混合就会变混浊,致使漆膜的光泽度、附着力大大下降。因而聚氨酯稀释剂需经脱水处理(即使用氨酯级稀释剂),或加入大量环己酮等组分,这样会增加涂料气味和成本,且施工条件要求高,使用不便。

1 实验部分
1.1 实验原料
低羟值丙烯酸树脂 A450( 羟值1.0%,固体分50%),拜耳材料科技贸易(上海)有限公司;低羟值丙烯酸树脂D50(羟值1.2%),某合资公司;低羟值丙烯酸树脂S50,江苏某公司;封闭型磺酸盐催化剂,自制;低醚化度三聚氰胺甲醛树脂(氨基树脂 582,固含量60%),美国杜邦公司;多异氰酸酯固化剂缩二脲N75 和Desmodur E XP 2605(以下简称XP2605,50%TDI-MDI 预聚物),拜耳材料科技贸易(上海)有限公司;TMP/TDI 加成物(TT),江苏三木集团、青岛油漆厂;TDI 三聚体(TD),上海新华树脂厂。
1.2 实验过程
(1) 羟基丙烯酸树脂与多异氰酸酯固化剂和稀释剂混合,制得常温自干型聚氨酯漆;
(2) 把不同比例的上述丙烯酸氨基漆分别与一定质量的多异氰酸酯固化剂混合,并加入一定量工业级二甲苯和少量酮、醋酸酯溶剂稀释,制得常温自干型氨基聚氨酯漆。

2 结果讨论
2.1 涂料的复配
羟基丙烯酸树脂A450、D50 和S50 分别与一定比例的氨基树脂配成氨基漆,再与一定比例的多异氰酸酯固化剂混合后,加入工业级二甲苯、醋酸酯类等溶剂稀释(不经脱水处理),形成清澈透明的氨基丙烯酸聚氨酯漆。该涂料与常规丙烯酸聚氨酯漆的性能比较见表1。

2.2 漆膜的性能
将氨基丙烯酸漆A、丙烯酸聚氨酯漆B(羟基丙烯酸树脂A450 与缩二脲N75 1∶1 当量比)和氨基丙烯酸聚氨酯漆C(A 中加入一定量的多异氰酸酯缩二脲N75)涂成40 μm 厚的漆膜,常温下测定性能。经7 d 常温干燥后准确称取一定量的漆膜,用铜网包覆后,放入盛有沸腾二甲苯的索氏抽提器中抽提24 h 后,再在一定温度下恒重,计算各漆膜的交联度,结果见表2。

注:氨基丙烯酸漆A 为70℃烘烤,其余为常温干燥。
表2 结果表明:在氨基漆中加入一定比例的多异氰酸酯固化剂配制的氨基聚氨酯漆,既可常温固化,也可在60~90℃温度下烘烤10~25 min 完全固化,烘烤时间约为氨基漆的1/3,提高生产效率,节省能源。这种方法配制的聚氨酯漆成本低,漆膜丰满光亮,综合性能优异。选择合适的多异氰酸酯与氨基漆的比例(固体分比为1∶2~3),并配以高效催化剂(有机锡化合物),可制得常温固化或低温烘干的双组分聚氨酯漆,并且不必使用氨酯级稀释剂。这种配制方式大大方便了涂料喷涂厂。

2.3 漆膜的红外光谱分析
图1a-c 分别为氨基丙烯酸清漆A、丙烯酸聚氨酯漆B 和氨基丙烯酸聚氨酯漆C 的红外光谱图。对比A、B 和C 的红外谱图可知:图1a 在1 900~2 500 cm-1 处无-N=C=O 的伸缩振动峰,而在图1b 和图1c 中,在2 275 cm-1 处出现了-N=C=O 的伸缩振动峰,说明固化的聚氨酯漆膜中含有残存的微量异氰酸基;图1a中3 743 cm-1处出现了单峰,为游离仲胺的吸收峰,而在图1b 和图1c 中无此单峰,说明在聚氨酯漆膜中无游离仲胺;在图1a 中1 732 cm-1 处只出现一宽峰,在图1b 和图1c 中1 714~1 743 cm-1 处出现了三重峰,说明氨基树脂与丙烯酸树脂只发生了单一的交联反应,而聚氨酯漆膜中发生了多种交联反应,形成多个酯峰。


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