新溶剂在常温干燥双组分聚氨酯涂料稀释剂体系的应用研究

data-full-width-responsive="true"> 新溶剂体系应用研究（二）在常温干燥双组分聚氨酯涂料稀释剂体系的应用研究□ 刘新泰1,何慧霞2(1东莞市同舟化工有限公司,广东东莞 523123；2华润涂料集团东莞办事处,广东东莞 523123)0 前言涂料涂装作为释放VOC排放大户，在总VOC排放源中涂料溶剂释放占比大于25%。虽然，随着涂料技术发展，目前水性涂料、UV涂料、粉末涂料、高固体分涂料等技术日益成熟，但目前国内溶剂型涂料占比仍为50%～53%，发达国家占比也在25%～30%，说明在相当长的时间内，溶剂型涂料有不可替代性。因此，对于溶剂使用的限制性法律法规，在世界各国都已制定并日趋严厉，包括美国的66法规、《清洁空气法》；欧洲的《欧洲涂料中VOC排放标准》；世界范围条约《蒙特利尔议定书》、关于持久性有机污染物（POPs）的《斯德哥尔摩公约》；我国的强制标准GB18581和GB18582等。这些法律法规与国际公约都对涂料溶剂的使用量与品种进行了严格的规定，特别是禁止使用苯、卤代烃、乙二醇的醚与酯等有严重毒性的溶剂。随着对环境影响因素研究的深入，在限制溶剂使用的法规中，将会补充对于有二次污染的品种，特别是光化学活性高的品种的限制。会更严厉地限制甲苯、二甲苯、溶剂油的使用，更倾向于允许高含氧溶剂的使用，原因是甲苯、二甲苯、溶剂油有较高的光化学活性，造成二次光化学污染；而高含氧溶剂主要是乙酸酯类、酮类、二酸酯类、羟酸酯类、丙二醇醚酯类等，其光化学活性都较低，不易造成二次光化学污染。除去经济成本的原因，从限制溶剂使用的法律法规的发展角度，利用合成技术的发展成果，开发新溶剂体系已经成为必然。本文拟以东莞市同舟化工自主技术开发的溶剂新产品：乙酸仲丁酯（SBA）、甲氧基乙酸甲酯（MMA）、甲氧基乙酸仲丁酯（SBMA）出发，对于其在常温干燥环境下、用于双组分聚氨酯涂料（PU）的稀释剂的性能表现进行具体的试验研究。1 材料准备华润涂料：PU黑底JX007/固化剂JMR31/稀释剂JX007；PU透明底JD9110/固化剂JDR911/稀释剂JX007；PU亮光清面漆JG002/固化剂JMR11/稀释剂JX007；PU哑光(5、1分光面漆)JM9115/JMR911/稀释剂JX911；PU亮光透明面JG002/JMR20G/稀释剂JX007；华润东莞办自备华润家具亮光漆与固化剂/稀释剂PX803；东莞市同舟化工有限公司：SBA、MMA、SBMA，具体性质见文献；试验基材：A4大小中密度板。2 试验结果与讨论21 在干燥环境温度28 ℃的条件下的结果由表1可见，在25～28 ℃干燥环境下，对比对应的商品稀释剂JX007，用SBA、MMA调配的溶剂是可以完全替代的，在混合溶剂中，SBA/MMA质量比为(0～40)/(100～60)范围内，对于涂装的效果没有改变，相对于原稀释剂，该混合溶剂优势明显：①溶解力强；②凝胶时间长，活化期长；③溶剂释放性合理，不起痱子。22 在干燥环境温度＞28 ℃的条件下的试验结果221 对于透明PU底漆稀释剂的试验结果(见表2)由表2可见，在SBA、MMA、SBMA的质量比为30/30/40的条件下，对比原稀释剂，干燥环境温度37～40 ℃，可以完全取代。222 对于透明PU亮光面漆稀释剂的试验结果注：工艺说明：在表2底漆试验板干燥6 h后，打磨，进行面漆涂布，干燥环境37～40 ℃；m(华润亮光透明面JG002)/m(JMR20G)/m(稀释剂)=1/1/05。由表3可见，在干燥温度37～40 ℃下，由SBA、MMA、SBMA组成的混合稀释剂，不会构成咬底，但在试验配比下，不能达到表面无缺陷的目的，严重起痱子，这是由于溶剂的挥发速度太快的原因造成。223 对于PU亮光面漆稀释剂的试验结果对于PU亮光面漆稀释剂，起痱子的原因分析试验，见表4。由表4可见，起痱子有两个原因：其一，涂层过厚；其二，溶剂配方的不合理；总之是一个原因，即溶剂释放与涂膜干燥速率的协调性要好。结果可见，SBMA可以有效地调整溶剂释放性，达到涂膜表面没有缺陷的目的，其性能要远优于PMA的性能。对于PU亮光面漆稀释剂，确定具体的配方范围试验，见表5、表6。注：*：该试验数据是华润东莞办提供。工艺说明：在PE底上试验，施工温度36 ℃，湿度61%；m(华润亮光透明面漆)/m(固化剂)/m(稀释剂）=1/08/065，两个十字，正常施工厚度。由表5结果可见，通过调配MMA与SBMA，在混合溶剂中，SBMA质量分数70%，即可以在高干燥温度环境下，达到防止涂膜起痱子的目的。由表6结果可见，无论是SBA与SBMA组合，还是MMA与SBMA组合，在SBMA质量分数70%时，可以在高的干燥环境温度下，达到防止涂膜起痱子的目的。另外还可以看到，PMA在调整挥发速率方面，没有太明显的作用，与表4的结论一致。224 对于PU哑光面漆稀释剂的试验结果对于PU哑光面漆，稀释剂的影响，见表7、表8。注：工艺说明：第1、2遍底：PU黑底，m(华润JX007)/m(JMR31)/m(5/5比SBA+MMA)= 1/05/1，黏度1012 s；第3遍面漆：m(华润JM9115)/m(JMR911)/m(稀释剂)=1/05/05；每遍间隔12 h，实际干燥温度28～31 ℃，没有观察到咬底现象。由表7、表8结果可见，哑光漆的溶剂释放比亮光漆好，光泽越哑越好。5分光体系中，SBA在稀释剂中容忍度低于在1分光体系，与表4结果中1、3试验一致。因此，只要适合亮光面漆的稀释剂就可以适合哑光体系；对于低光泽体系，特别是1分光体系，可以不用低挥发速率强溶剂，这样可以有效降低稀释剂成本，在实际的生产经营活动中，具有较大的经济适应性。对于PU哑光面漆稀释剂，确定一般性混合方案， 见表9。由表9结果可见，10%SBA+50%MMA+40SBMA组成的稀释剂，完全适应哑光面漆的稀释剂要求：不改变光泽设定、表面流平优秀、没有表面缺陷。可以确定该配比，作为哑光PU透明面漆，在高温季节的稀释剂。3 结语(1)用新溶剂体系，在不同季节，进行不同调配，完全可以胜任PU常温干燥体系的稀释剂，用于完全取代甲苯、二甲苯、乙酸丁酯、PMA、环己酮等。(2)对于PU透明底、面漆，在干燥环境温度28 ℃时，稀释剂配方是0～ 40%SBA与60%～100%MMA的混合溶剂。(3)对于PU透明底漆、哑光面漆，在干燥环境温度＞28 ℃时，稀释剂配方是10%SBA、50%MMA、40%SBMA的混合溶剂。(4)对于PU透明亮光面漆，在干燥环境温度＞28℃时，稀释剂配方是20%～30%SBA或者MMA或者两者的混合物、70%～80%SBMA的混合溶剂。