data-full-width-responsive="true"> 喷涂聚脲表面耐候保护涂层的研制高新华1,关迎东2(1中国舰船研究设计中心,武汉 430064;2海洋化工研究院有限公司,海洋涂料国家重点实验室,山东青岛 266071)0 前 言丙烯酸树脂因对光的主吸收峰处在太阳光谱范围之外,因此具有极好的耐紫外性,制成的面漆能长期保持原有的光泽及颜色,具有较好的耐酸、碱、盐、油脂的污染及腐蚀性。通过不同单体的选用配合及分子量的控制可制成软弹到玻璃态的不同性能和用途的树脂。单独采用热塑性丙烯酸树脂制成的面漆,用于喷涂聚脲弹性体表面,可提高喷涂聚脲的耐候性,并且也可通过面漆的高致密性提高其耐水性,但因单组分丙烯酸涂料的耐介质性不理想,限制了其应用。含有羟基的热固性丙烯酸树脂,通过与含有异氰酸基(NCO)的脂肪族多异氰酸酯预聚物(如HDI缩二脲、HDI三聚体)交联固化,不仅保持了丙烯酸树脂的高耐候性和保光保色性,也因其形成了网状体型结构,使其耐化学介质性能更加优异。近10多年来在我国开发推广的喷涂聚脲材料是一种高效环境友好涂层材料,因其快速固化成膜特点以及优良的物理和化学性能,使之广泛应用于建筑防水、运动场防滑、桥梁工程以及化工设备的防腐防护。聚脲材料主要由端氨基聚醚、芳香族二胺扩链剂为活性材料,通过与多异氰酸酯组分(如MDI和液化MDI)进行化学反应而形成,其反应分子式如下:其中作为异氰酸酯组分的MDI(二苯甲烷二多异氰酸酯)在日光照射下易变黄失光,时间一长易粉化和开裂,导致聚脲涂层的保护性能迅速下降。为了提高聚脲涂层材料的耐候性,防止日光老化,需要研制一种既有优良的耐候性又能与聚脲牢固结合,并且干燥迅速、施工工艺简单的保护面漆。另外在提高聚脲耐候性的同时,又能提高其耐介质性,防止弱酸、碱及油污的侵蚀。目前普通的丙烯酸/聚氨酯双组分面漆因刚性强,在具有弹性的喷涂聚脲涂层上附着力不高,柔韧性和耐冲击性能更无法与聚脲匹配,一些已在喷涂聚脲材料上应用的聚醚聚氨酯保护面漆也因其干性较慢、施工性差、保光保色性不理想限制了其在更多领域中的应用。为了使聚脲材料在户外长期保持稳定的性能,试验改进合成了一种高柔韧性的含羟基丙烯酸树脂,该树脂与多异氰酸酯组分固化形成体型交联结构,提高了涂层的物理强度和耐化学介质性。另外在面漆配方设计时,设计羟基与异氰酸基的比值超出常规数值,以使过量的羟基又可与聚脲表面过量的多异氰酸酯反应,使羟基丙烯酸树脂、多异氰酸酯固化剂与喷涂聚脲材料形成一种稳定的化学键结合。目前对于丙烯酸聚氨酯涂料的报道很多,但对于应用于喷涂聚脲涂层表面,尤其是能够参与聚脲表面反应的丙烯酸聚氨酯涂料尚未有报道。1 试验部分11 主要原材料品种及规格(见表1)
12 主要仪器设备QUV/Spay加速老化仪,CR-10色差仪,SFJ-400型高速搅拌机,SG-65型三辊研磨机,QHQ-A铅笔硬度计,DF-101S恒温水浴,Ikar数显电动搅拌器,Agilent 1100 Servies型凝胶渗透色谱仪。13 聚脲耐候保护涂层的制备131 羟基丙烯酸树脂基本配方(见表2)
132 涂层基本配方(见表3)
133 涂层材料的制备将树脂、颜填料及助剂按配方比例混合,用高速搅拌机混合均匀,利用三辊研磨机将漆浆细度研磨至30 m以下,补充稀释剂至规定质量,150目滤网过滤包装。134 涂层样板的制备试验室采用空气喷涂的方式,将调配好的涂料,涂装于聚脲材料表面,喷涂厚度30~40 m,喷涂后将湿膜样板在室温下养护7 d待用。