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高温环境下施工双组分丙烯酸聚氨酯ag110|官方网站配方设计及漆膜病态的解决,采用几种不同酸值和羟值的丙烯酸树脂与HDI多异氰酸酯制备双组分丙烯酸聚氨酯ag110|官方网站
2019年10月11日????阅读量:316????新闻来源:合亚嗒资讯网 ChinaNews360.com??|??投稿


0 引言

含羟基丙烯酸树脂与HDI 多异氰酸酯配合,可制得性能优良的聚氨酯ag110|官方网站,其用途广泛,大量用作汽车的修补漆、高级外墙漆、钢结构防腐面漆等。


本文主要讨论了在新疆夏季部分高温气候的施工环境下(主要是工业园区)适合施工的双组分丙烯酸聚氨酯的配方设计,以及在该环境下施工,如何保证涂膜的外观质量,消除涂膜表面的针孔和微小气泡,进一步探讨了稀释剂配方对涂装质量的重要影响。


1 试验部分

1.1 试验用主要原材料

国产羟基丙烯酸树脂(见表1);金红石型钛白粉;HDI 多异氰酸酯(固体含量75%、—NCO 含量16.5%);二甲苯、醋酸丁酯、S-150 高沸点溶剂、醋酸仲丁酯、PMA(丙二醇甲醚醋酸酯)、DBE(乙二醇乙醚醋酸酯)等溶剂;流平剂、消泡剂、分散剂等助剂ag110|官方网站在线coatingol.com

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羟基丙烯酸树脂的技术指标

1.2 样品的制备

采用上述6 种羟基丙烯酸树脂分别和钛白粉、二甲苯和醋酸仲丁酯的混合溶剂以及各种助剂经研磨分散,制备6 种白色双组分丙烯酸聚氨酯ag110|官方网站的甲组分,按照n(—NCO)∶n(—OH)=1∶1 配制6 批样品。

1.3 漆膜制备及性能测试

1.3.1 漆膜制备方法

按照GB 1727—1992 标准中相关规定进行制板。用二甲苯和醋酸仲丁酯的混合溶剂将ag110|官方网站黏度调整至17 ~ 20 s[涂-4# 杯、(25±2)℃,下同],在尺寸为70mm×150 mm 的马口铁板上采用喷涂法进行制板,在恒温恒湿条件下放置48 h 后进行各项性能检测。

1.3.2 漆膜物理性能测试标准

漆膜干燥时间测定按照GB/T 1728 进行;漆膜柔韧性测定按照GB/T 1731 进行;漆膜附着力测定按照GB/T 1720 进行;漆膜耐冲击性测定按照GB/T 1732 进行;漆膜铅笔硬度的测定按照GB/T 6739 进行。

1.4 样品适用性和涂膜外观检测

1.4.1 模拟施工环境温度参数

模拟施工环境温度参数见表2。

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模拟环境参数

1.4.2 样品适用期测试

将上述6 种样品用二甲苯和醋酸仲丁酯的混合溶剂调整黏度,黏度控制在17 ~ 20 s,放置在不同温度的环境中,每隔30 min 测试黏度,最终黏度达到150 s 时停止试验,测试每种样品在不同环境中的施工适用期。

1.4.3 样品涂膜外观测试

1)样板准备。选择200 mm×400 mm 的钢板,首先进行喷砂处理,喷砂等级要求达到Sa 2.5 级,粗糙度达到40~75 μm。

2)制板观测。选择适用期合适的一组样品,按配方量分别加入预先制备好的4 种稀释剂,ag110|官方网站黏度控制在17 ~ 20 s,用辊涂法在不同的模拟环境中制板,观察漆膜表面针孔及起泡现象。

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2 结果与讨论

2.1 羟基丙烯酸树脂的酸值和羟值对漆膜性能的影响分析

将制备好的6 种白色双组分丙烯酸聚氨酯ag110|官方网站,按照GB 1727—1992 中相关规定进行制板并检测结果见表3。

白色双组分丙烯酸聚氨酯ag110|官方网站性能检测数据

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从表3 可以看出,上述6 种样品柔韧性、附着力、耐冲击性相同,主要是干燥时间、铅笔硬度等性能随着树脂酸值和羟值的变化而不同。随着羟基含量增高,缩聚反应加快,交联程度增大,形成更加致密的立体网状结构,因此随着时间的延长,漆膜后期硬度增高。从表3 还可以看出,由于—COOH 对—OH 和—NCO 的反应有一定的催化作用,酸值较高的羟基丙烯酸树脂交联反应速度加快,漆膜干燥时间也会有一定的缩短。在上述6 个样品中,样品1 和样品2 在标准测试状态下的性能相对均衡。


2.2 树脂羟值和酸值对ag110|官方网站适用期的影响

根据试验数据做了环境温度对丙烯酸聚氨酯ag110|官方网站适用期的影响图(见图1),同时根据不同的温度,每隔30 min 测试6 个样品的黏度值,见表4。

环境温度对丙烯酸聚氨酯ag110|官方网站适用期的影响

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环境温度对ag110|官方网站黏度的影响

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在图1 和表4 中,通过对试验数据的分析,同样可以发现规律性,施工温度在25 ℃时,上述6 个样品都可以达到较长的适用期,但随着温度的升高,高酸值和高羟值的样品4 和样品6 的黏度升高很快,适用期急剧缩短,只有3.0~3.5 h,高温环境下产品的适应性很差;


低酸值高羟值的样品3 与高酸值低羟值的样品5随着温度的升高黏度增长也很快,最后只有样品1 和样品2 随温度的升高,黏度变化相对缓慢,产品性能相对均衡,能够满足在高温环境下的涂装。


2.3 稀释剂对漆膜的影响

丙烯酸聚氨酯漆的涂膜表面容易出现针孔和微小气泡,温度高时更易发生,这就要求稀释剂的配方设计要非常合理,在特殊的施工环境下,要充分考虑溶剂的极性、挥发速率、表面张力、溶解性等因素。为此设计出下述稀释剂配方(见表5)。

聚氨酯ag110|官方网站稀释剂配方

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选择样品2,分别加入上述4 种稀释剂进行稀释,添加量为漆量的20%~ 25%,按照1.4.3 制备样品,观察在不同的环境温度下涂膜的表观状态(见表6)。

漆膜表面状态统计

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从表6 可以发现,稀释剂的4 号配方效果最优,这主要是因为采用了强极性和高沸点溶剂后,既增加了稀释剂对产品的溶解性,同时也延长了涂膜表面的开放状态,利于涂膜中溶剂的顺利挥发,从而保证了较好的涂膜状态。

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3 结语

通过上述试验分析找出了适合新疆高温气候下的丙烯酸聚氨酯的涂装解决方案,现归纳如下:1)在保证涂膜性能的前提之下,尽量选用羟值在80 ~ 90 mgKOH/g,同时酸值在3 ~ 5 mgKOH/g 的羟基丙烯酸树脂;2)稀释剂配方设计中要注意平衡好溶解力强的极性溶剂和高沸点溶剂的搭配比例;3)针对高温气候条件下的涂装方案,拟定好配方后一定要做验证,才能最终确保施工过程中涂膜质量的完


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