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高光泽水性聚氨酯及水性木器涂料的研制

时间:2010-10-27来源:未知 作者:chem 点击:
高光泽水性聚氨酯及水性木器涂料的研制 金珂,贺丹丹,廖燕平 ( 立邦涂料中国有限公司木器漆技术本部 上海 201201) 摘要:通过试验不同的软段、硬段、扩链剂材料及不同的配比,合成一种高光泽水性聚氨酯。针对水性木器涂料的特点,以此树脂为基料,添加润湿

高光泽水性聚氨酯及水性木器涂料的研制

 

 金珂,贺丹丹,廖燕平

( 立邦涂料中国有限公司木器漆技术本部 上海 201201)

    摘要:通过试验不同的软段、硬段、扩链剂材料及不同的配比,合成一种高光泽水性聚氨酯。针对水性木器涂料的特点,以此树脂为基料,添加润湿剂、消泡剂、增稠剂复配,得到高光泽水性木器涂料,涂料性能达到了行业标准和环境标准的要求。

    关键词:高光泽;水性聚氨酯;水性木器涂料

 

0 前言

    木器涂料从溶剂型向水性发展,是技术创新的必然,也顺应了涂料向节能、环保、健康发展的方向。2008年,市场上对水性木器涂料的呼声也越来越强烈。

 

    目前水性木器涂料常见的树脂有以下类型:①醇酸树脂,其润湿渗透性好,燥较慢,抗粘连性差,由于它自身的稳定性能限制了它的应用。②丙烯酸树脂,保光、保色性好,耐候性优异,尤其是含自交联基团的核壳结构的乳液,硬度高,抗粘连性好,有的还具有良好的抗化学性能,是目前水性木器涂料的主要树脂。它的主要缺点是偏脆性。③聚氨酯树脂(PUD),良好的低温成膜性和低温施工性能,它改变了丙烯酸乳液热黏冷脆的缺点,具有非常优秀的机械性能,亮而且透明。缺点是价格高昂。④聚氨酯-丙烯酸复合乳液(PUA或APU),综合聚氨酯和丙烯酸的优点,同时也降低了成本。以上这几类水性树脂中,水性醇酸和水性聚氨酯的光泽较高,较好的可以达到90%以上,但很少有95%以上的,而丙烯酸树脂与PUA或APU一般都只能达到80%~90%。而溶剂型涂料高光清面漆的光泽一般都能达到95%以上,所以我们尝试研制一种高光泽的水性木器树脂及涂料。

 

 1 高光泽水性聚氨酯的研制

    1.1 试验部分

    1.1.1 原材料

    TDI(三井化学)、IPDI(德固萨)、MDI(亨斯曼)、聚醚220、苯酐聚酯多元醇、聚己二酸丁二醇(分子量2000)、聚己内酯二醇PCL2000、聚四氢呋喃聚醚PTMEG2000、聚碳酸酯二醇PCDL2000、二聚酸二醇、甲基丙二醇、丁二醇、新戊二醇、丙二醇、乙二胺、二乙烯三胺、甲基戊二胺、NMP、DMF、丙酮、三乙氨、消泡剂。

 

    1.1.2 合成工艺

    将聚合物多元醇、扩链剂、溶剂、交联剂、亲水基团按顺序加入反应器中。缓慢加入异氰酸酯,加完后,缓慢升温至60~80℃,回流反应3h。降温至50℃以下,在反应器中加入中和氨。在分散容器中,加入软水,降温至30℃以下,在高速分散的情况下,将反应器内物料加入分散釜中。慢慢加入胺扩链剂。高速分散40min。降低分散速度至100r/min,加入消泡剂,分散10min。将物料加入脱溶剂容器中。真空减压脱除溶剂。过滤,出料。

 

    1.1.3 测试

    针对用于水性木器涂料的技术要求,按HG/T3828-2006《室内用水性木器涂料》和HJ/T201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》检测。

 

    光泽:按GB/T9754《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜之20°、60°和85°镜面光泽的测定》。

    透明度:在玻璃板上,制备100μm湿膜,常温干燥,目测。

    干燥时间:按GB/T1728-1989表干中乙法和实干中甲法规定测定。

    耐水性:按GB/T4893.1-2005规定进行。

    耐乙醇性:测试及结果评定方法同常温耐水性,试液为50%(体积分数)的乙醇溶液,试验时间为1h,试验后放置1h后观察。

 

1.2 结果与讨论

    1.2.1 硬段类型对光泽的影响

    试验了TDI、MDI、IPDI等3种材料,在其他条件物质的量比相同的条件下,分别试验出3种异氰酸酯类型的PUD的光泽,结果见图1。

图1硬段类型对光泽的影响

    图1 硬段类型对光泽的影响

    从图1可以看出,TDI、MDI的光泽相对较高,这是由于含苯类化合物的折光指数大,其光泽度高,TDI和MDI中含有苯环,而MDI相对苯环含量更大一些,所以MDI的光泽最高,而IPDI光泽较差。

 

    1.2.2 软段类型对光泽的影响

    试验了几种水性木器涂料常用的软段组分:

    聚醚220、二聚酸类的3194、聚碳酸酯二醇的PCDL2000、聚己内酯二醇PCL2000、聚己二酸丁二醇2000、苯酐聚酯多元醇、蓖麻油等几种。由于完全使用苯酐聚酯多元醇或蓖麻油合成的PUD比较困难,采用添加一部分该物质去改性,我们选择用其来改性聚己二酸丁二醇2000。结果见图2。

图2软段类型对光泽的影响

    图2 软段类型对光泽的影响

    从图2可以看出由蓖麻油改性的光泽最好,而且涂膜特别透明;苯酐聚酯多元醇改性的其次,这都是因为他们中间含有大量的双键,折光指数较大,其他几种原材料相对较低。蓖麻油改性的量对光泽的影响见图3。

 

    从图3可以看出,蓖麻油中的双键类链段,折光指数大,蓖麻油加入量越高,光泽就越高。 

图3蓖麻油改性的量对光泽的影响

    图3 蓖麻油改性的量对光泽的影响

 (责任编辑:chem)

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