水性双组分亮光白漆的配制与应用

data-full-width-responsive="true"> 0　前　言随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，水性木器涂料的装饰性和功能性也显得越来越重要。在环保的前提下，涂膜的最终性能开始成为人们关心的焦点，而水性木器涂料在亮光白面漆上的表现一直不尽如人意，使用单组分产品已经很难在性能上进行较大突破。本文所制备的水性双组分白面漆是以水性丙烯酸多元醇分散体为主要成膜物质，水分散型异氰酸酯为交联剂，通过筛选分散剂和搭配不同挥发梯度的成膜助剂，在常温下发生固化反应，得到性能优异的涂膜。1　实验部分11　实验原料主要原料：水性羟基丙烯酸树脂，科思创、巴斯夫；水分散型异氰酸酯，科思创；分散剂，迪高；钛白粉，杜邦；润湿剂、消泡剂，毕克化学；成膜助剂，陶氏；去离子水等。12　实验配方及工艺配方工艺流程：(1)预先研磨75%的水性钛白浆(配方见表1)；(2)制备水性双组分亮光白面漆A组分(配方见表2)；(3)制备水性固化剂B组分(配方见表3)；(4)按照特定的施工配比n(NCO)∶n(OH)测试样品性能。13　性能测试按照一定的施工配比n(NCO)∶n(OH)测试样品性能；依据GB/T 239992009中的标准要求，对涂膜的干燥时间、硬度(擦伤)、耐水性、耐碱性、耐醇性、耐污染性等性能进行测试。2　结果与讨论21 水性羟基丙烯酸树脂的筛选双组分亮光白面漆对于树脂有着比较苛刻的选择，而其中树脂的羟基含量(OH)又是一个非常重要的参数。高羟基含量树脂在成膜时的交联密度会比较高，形成致密的涂膜，最终得到的涂膜丰满度高，光泽高。主要筛选的水性羟基丙烯酸树脂A、B、C的具体参数见表4。分别以3个不同的树脂制成A组分，以科思创的Bayhydur XP 2655制成B组分，施工配比为n(NCO)∶n(OH)＝12配漆，对比测试A、B、C样品的性能，得到以表5测试结果。从表5中的结果可看出，羟基含量最高的树脂A的涂膜雾影最小，板面整体效果和耐化学性能最好，但是涂膜的丰满度还是略差，盖砂痕的效果不是非常理想。为此，在树脂A的体系中添加了部分的水性聚氨酯分散体(PUD)提高其涂膜的丰满度。实验发现，添加量在5%～10%(质量分数)丰满度略有提升，其他性能基本没有负面影响，添加量大于10%后会使涂膜光泽降低，雾影更大，更容易产生痱子，涂膜硬度略有提高。22　水分散型异氰酸酯的选择水性固化剂是水性双组分涂料中十分核心的要素，关系着涂膜的最终性能。搭配不同的水性异氰酸酯固化剂，可以更加切合树脂体系，提高涂膜的性能，延长配漆后的活化期。以施工配比为n(NCO)∶n(OH)＝12对比测试4个异氰酸酯配漆后的涂膜性能，异氰酸酯1的综合性能比较均衡全面，耐化学性能优异；异氰酸酯2干速较慢，活化期长，涂膜流平和丰满度好；异氰酸酯3光泽度较低且活化期短，干速最快且硬度最高；异氰酸酯4耐性略差，活化期长。施工配比n(NCO)∶n(OH)也会对双组分涂料的涂膜交联密度有直接的影响。异氰酸酯基团(NCO)与多元醇的羟基基团(OH)发生交联反应生成氨基甲酸酯是主要反应，而由于异氰酸酯和体系中的水也能发生反应，会被部分消耗。因而在实际中，通常需要调整n(NCO)∶n(OH)的比率，以提高涂膜交联密度，得到更好的涂膜耐久性和耐化学性能。在水性双组分亮光白面漆中，n(NCO)∶n(OH)的比率在12～15可以得到理想的涂膜性能，从实际成本考虑，比率确定在12较为合适。23　水性钛白浆的分散研磨在水性双组分亮光白面漆中，往往有一个问题容易被忽略，那就是水性钛白浆的分散研磨。在水性双组分白亮光体系中，不仅仅是有树脂和异氰酸酯，一般还会添加20%～30%的钛白粉来提供遮盖力和色相。而钛白浆的分散问题会对涂膜的最终光泽产生比较大的影响。在纯钛白粉的体系中，使用含颜料亲和基团的共聚物水溶液分散剂(如BYK-192、TEGO-752W等)，可以得到高光泽的涂膜。而使用钠盐和铵盐分散剂，则会明显地降低光泽5%以上，并且会使得涂膜的雾影明显变大，涂膜发蒙，影响耐化学性能。24　成膜助剂的影响成膜助剂在水性体系中有着重要的作用。一方面，成膜助剂能够帮助乳液成膜，降低水性涂料的MTTF，防止涂膜的低温开裂；另一方面，成膜助剂的挥发梯度控制能够很好地调节涂膜开放时间，减少水性双组分体系涂膜痱子产生。在本研究的体系中，按照成膜助剂高中低的沸点和挥发速率配比，适量地添加丙二醇甲醚丙酸酯(PMP)、丙二醇丁醚(PNB)等能够有效地延长涂膜的开放时间，减少厚涂时痱子产生，使一次涂膜的厚度增加，丰满度更好。3　结　语(1)以高羟值的水性丙烯酸多元醇分散体为主要树脂，适量地冷拼水性聚氨酯分散体制备水性双组分亮光白面漆A组分能够获得综合性能优异的涂膜。(2)水性固化剂以实际性能需要选择，施工配比n(NCO)∶n(OH)的比值为12。(3)水性钛白浆的研磨分散剂选择聚合物型的分散剂。(4)调整成膜助剂的挥发梯度，可以有效减少厚涂痱子发生。