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溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站的活化期及影响因素探讨,对比在溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站施工中,体系黏度上升对涂膜性能的影响,并据此提出溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站的活化期的测试方法
2019年10月13日????阅读量:172????新闻来源:合亚嗒资讯网 ChinaNews360.com??|??投稿

0 前 言

MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)由于其低毒性及较低的蒸气压对人类及对环境的危害性远小于TDIag110|官方网站。目前在聚氨酯的各个行业,MDI代替TDI已是大势所趋。在ag110|官方网站体系中,TDI仍是目前最主要的二异氰酸酯类原料,预计在不久的将来,对环境更友好的MDI将成为ag110|官方网站领域最主要的二异氰酸酯类原料ag110|官方网站在线coatingol.com


MDI由于其活性高,其合成的固化剂常常出现活化期较短的弊病。活化期是MDI型双组分聚氨酯ag110|官方网站一项重要性能指标。活化期也被称为混合有效期,其具体含义是指ag110|官方网站的多个组分混合以后到不能使用之前的这一段时间[1]。


评价溶剂型PU双组分ag110|官方网站活化期的方法是在一定时间内(从配漆混合后开始)ag110|官方网站的黏度虽有上升,但不影响施工,并对成膜过程及涂膜性能无明显影响,这个时间段就叫溶剂型PU双组分ag110|官方网站的活化期。


目前,关于溶剂型PU双组分ag110|官方网站活化期的研究报道较少,相关测试标准[2-3]也说得比较模糊,这与传统TDI型双组分聚氨酯ag110|官方网站活化期都较长有关。本文对比在溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站施工过程中,黏度上升对涂膜性能的影响,并据此提出溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站的活化期的测试方法。对实际应用中影响其活化期的主要因素作了一些总结及研究分析。


1 活化期对涂膜性能的影响

1.1 主要原料

套装透明底漆、套装亮光清面漆、套装半哑清面漆,武汉仕全兴装饰ag110|官方网站有限公司(溶剂型MDI体系双组分聚氨酯ag110|官方网站)。

1.2 试验仪器

涂-4杯黏度计、高速分散搅拌机570型、铅笔硬度计、60°光泽仪、涂膜柔韧性测试仪、QCJ型涂膜冲击器。

1.3 试验方法

1.3.1 性能测定方法

黏度,按照GB/T9269-1988测定;硬度,按照GB/T1730-1993测定;光泽,按照GB/T9754-1988测定;附着力,按照GB/9286-88测定;耐冲击性,按照GB/T1732-93测定。

1.3.2 黏度增加对光泽影响

将半哑清面漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.5∶0.6比例相混合,从开始混合起每0.5~1 h测定体系的黏度,分别取样、制膜,待48 h涂膜彻底固化干燥后,测定涂层光泽。

1.3.3 黏度增加对干膜性能的影响

将亮光清面漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.8∶0.8比例相混合,从开始混合起每0.5~1 h测定体系的黏度,分别取样、制膜,待48 h涂膜彻底固化干燥后,测定涂层干膜硬度、柔韧性、抗冲击性、附着力。将透明底漆及其配套固化剂、稀释剂按要求1∶0.5∶0.6比例相混合,从开始混合起每1 h测定体系的黏度,分别取样、制膜、测定涂膜表干,待48 h涂膜彻底固化干燥后,测定干膜硬度、打磨性。

1.4 试验结果

1.4.1 黏度和反应时间变化曲线

溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站在混合后,其黏度和反应时间成非线性关系,按黏度与反应时间作图,变化曲线如图1所示。

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图1 PU双组分ag110|官方网站黏度(涂-4杯)和反应时间变化曲线

如图1所示,溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站体系待双组分混合以后,体系黏度逐渐增加,在黏度增加8 s左右时即出现拐点。

1.4.2 黏度变化对干膜光泽的影响

半哑清面涂膜光泽随黏度变化曲线如图2所示。

半哑清面涂膜光泽随黏度变化曲线

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从图2可以看出,黏度增加2 s时,光泽变化还不明显,黏度增加4 s时,涂膜光泽下降4%。黏度增8 s时,光泽下降近15%,后期光泽变化逐渐趋于平缓。同时极限状态下,目测发现涂膜的透明性也变差。


1.4.3 黏度变化对干膜物性的影响

如表1所示,黏度增加10 s以内硬度、柔韧性等干膜物性变化不大。但活化期过了后继续施工,硬度、耐冲击性等都有下降,柔韧性的提高可能也是交联度下降造成。附着力测试差别不明显,但极限试验(黏度达到50 s以上,近胶凝),附着力明显下降。

黏度变化对干膜物性的影响

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底漆打磨性经测试:实干后打磨性测试区别都较小,但黏度增加达20 s时打磨性已明显变差,主要变化为后期粘砂情况更严重。此时,底漆涂膜已有一定程度发白,透明性变差。

以上情况都表明,若活化期过了还加入溶剂继续施工,干膜交联度会有一定程度下降。


1.5 溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站活化期的测试方法

综合考虑黏度增大对施工及涂膜性能的影响,并参照活化期测试标准ISO2884-1,本文特对溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站活化期的测试方法做如下设定:

(1)双组分聚氨酯亮光面漆和底漆的活化期:ag110|官方网站在混合后,其黏度增加8 s的时间为其活化期。

(2)双组分聚氨酯哑光面漆的活化期:ag110|官方网站在混合后,其黏度增加4 s的时间为其活化期。



2 活化期的影响因素

2.1 金属络合染料(色精)对活化期的影响

某些色精对活化期的影响是较大的,23 ℃、同种PUag110|官方网站配漆在添加某国产色精和不加色精时的黏度随时间变化对比如图3所示。

色精对活化期的影响

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由图3可知,加色精后,黏度增加明显加快。可能是色精内含有某种成分(游离的金属离子或某些胺类物质)对溶剂型PU双组分ag110|官方网站的反应活性有催化作用。


2.2 温度对活化期的影响

有文献[4]提出,温度同—NCO的反应活性是成线性关系的。那么,温度应与活化期成反比关系。温度对活化期的影响非常大。现跟踪本公司某PU双组分ag110|官方网站在不同温度环境下活化期(黏度增8 s记)。该ag110|官方网站为本公司某家装底漆,其活化期经总结如表2所示。

不同温度环境某套装底漆活化期总结

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2.3 催干剂对活化期的影响

通常双组分聚氨酯ag110|官方网站用催干剂主要有:有机锡类如二月桂酸二丁基锡(T-12)、辛酸亚锡(T-9)等,有机胺类如三乙烯二胺(A33)等。有机锡催干剂对活化期影响较大,T-9又比T-12影响大。研究发现锡类和胺类催干剂复配起来,其催化活性比单一催干剂活性要有效得多[4]。调整催干剂用量是ag110|官方网站生产厂家调整活化期及产品干性的常用方法,易于操作。从图1可以看到,活化期内黏度变化曲线近似直线,其斜率即为此ag110|官方网站活化期内黏度变化速率。以某合成脂肪酸树脂加不同催干剂量(A)配制ag110|官方网站,其催干剂量与相对应的活化期内黏度变化速率(B)作图,如图4所示。

催干剂量与相对应的活化期内黏度变化速率

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由图4可知,此ag110|官方网站催干剂用量(A)同活化期内黏度变化速率(B)近似成线性关系。另文献[4]提出,催干剂用量与—NCO的反应活性成正比。可以同此结果相印证。

以双组分聚氨酯亮光面和底漆的活化期(C)为例,C=8/B,此ag110|官方网站不同催干剂量(A)相对应的活化期(C)作图,如图5所示。

催干剂用量对活化期的影响

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由图5可知,活化期(C)同催干剂量(A)成反比关系。


2.4 羟基组分(ag110|官方网站树脂)选择对活化期的影响

很多ag110|官方网站树脂,特别一些底漆树脂,为提高打磨性,其官能度较高,活化期较短。不同树脂活化期差别可能很大,换用活化期较长的树脂也是延长活化期的一个方法。树脂活化期的影响因素[4]包括:

(1)酸值:酸值同活化期成反比关系。醇酸树脂[5]或羟基丙烯酸树脂[6]的酸值对树脂的—OH同固化剂的—NCO间的反应有一定的催化作用,酸值高,其催化作用大,反应速度快。

(2)羟值:羟值同活化期成反比关系。—NCO与—OH的反应通常认为是一个二级反应,—OH浓度越高,—NCO与—OH反应越快[6]。

(3)树脂相对分子质量:树脂相对分子质量对活化期的影响很复杂,一方面,树脂相对分子质量越小热运动能力越强,与—NCO反应越快;但在相同羟值情况下相对分子质量大的每个分子上—OH基团多,可形成的交联点多,形成网状交联更容易,常常活化期更短[6]。

2.5 —NCO组分(固化剂)对活化期的影响

MDI比TDI反应活性高,这是影响活化期的关键因素。目前,市场上以MDI合成的固化剂产品主要有以下几种类别:

(1)(冬用型)纯MDI聚合物。表干快,活化期短,贮存性适中。由于其活化期和贮存性只能在冬季有一定程度应用,干膜性能不能完全替代纯TDI产品,用于底漆有一定优势。

(2)(改性)纯MDI聚合物。合成MDI固化剂时,选用特殊原料和工艺,进行接枝改性,适当降低MDI活性,以接近TDI固化剂活化期。

(3)TDI/MDI聚合物。有游离TDI,做的较好的厂家能在活化期干性等方面接近TDI产品的性能,并达到游离TDI的国家标准。


3 结 语

笔者从溶剂型MDI双组分聚氨酯ag110|官方网站的应用试验方面对其活化期及影响因素进行了探讨,并提出了PU双组分ag110|官方网站活化期的测试方法。溶剂型双组分聚氨酯木器ag110|官方网站生产和使用者可以从中得到一些借鉴,对监控及改善活化期、指导生产有一定意义。


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