水性高光汽車(chē)涂料用聚氨酯簡(jiǎn)介

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，國(guó)家對(duì)涂料行業(yè)中有機(jī)揮發(fā)物(VOC)排放有了愈來(lái)愈嚴(yán)格的限制，這使得水性涂料等環(huán)境友好型涂料得到了快速發(fā)展，其中水性聚氨酯越來(lái)越受到人們的關(guān)注。水性聚氨酯具有VOC含量低、氣味小、污染低、節(jié)能、用水稀釋等特點(diǎn)，其制備的涂膜具有較好的柔韌性、耐磨性、耐候性，已在涂料、膠黏劑、皮革等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)展十分迅速。水性聚氨酯的研究與開(kāi)發(fā)已逐漸成為涂料領(lǐng)域發(fā)展的新方向。

目前，汽車(chē)已逐漸普及到每個(gè)家庭當(dāng)中，隨著人們對(duì)汽車(chē)外觀及性能要求的不斷提高，開(kāi)發(fā)高光澤水性聚氨酯涂料，為汽車(chē)車(chē)身提供更加美觀的效果，使得車(chē)身彰顯出高貴典雅，滿(mǎn)足人們對(duì)汽車(chē)外觀的需求是十分必要的。本文以自制的聚酯多元醇、異氰酸酯、功能性單體為原料制備水性聚氨酯，獲得的產(chǎn)品不僅保持了聚氨酯的特性，而且能夠有效的提高汽車(chē)涂層的光澤度。

1、聚酯多元醇對(duì)涂膜性能的影響

高分子量的聚酯制得的水性聚氨酯通過(guò)其空間位阻的影響，使顏料間杜絕了絮凝現(xiàn)象的發(fā)生，并且樹(shù)脂對(duì)顏料提供同種電荷，使得帶有相同電荷的顏料間發(fā)生排斥現(xiàn)象，避免出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象，從而獲得了高光澤的汽車(chē)涂膜。通過(guò)調(diào)整聚酯配方，制得不同黏度的聚酯多元醇。使用不同黏度的聚酯多元醇制備多款水性聚氨酯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用高分子量聚酯多元醇制得的水性聚氨酯對(duì)顏料具有較好的潤(rùn)濕性，使得顏料能夠在涂料中分散得更均勻，從而使得涂膜表現(xiàn)出較高的光澤度。將上述制備的水性聚氨酯進(jìn)行制板測(cè)試，考察不同聚氨酯對(duì)涂膜光澤度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用不同黏度的聚酯多元醇制得的水性聚氨酯，噴板后樣板的光澤度有較大差別。黏度高的聚酯多元醇制得的聚氨酯，配漆后光澤度(60°)從62%提高到93%，對(duì)涂膜的光澤有較大幅度的提高，并且耐沖擊強(qiáng)度也有所增強(qiáng)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下圖。

2、紅外光譜測(cè)試

通過(guò)紅外光譜儀對(duì)合成的水性聚氨酯進(jìn)行測(cè)試，如下圖所示。圖中2 925 cm-1和2 885 cm-1為甲基、亞甲基伸縮振動(dòng)吸收峰，圖中2 261 cm-1為異氰酸酯基團(tuán)(—NCO)特征吸收峰，圖中1 735 cm-1為酯基和酮羰基特征吸收峰，1 525 cm-1為N—H振動(dòng)吸收峰，1 485 cm-1 、1 452 cm-1為甲基、亞甲基面內(nèi)彎曲振動(dòng)吸收峰，1 162cm-1為C—O—C振動(dòng)吸收峰。這3個(gè)紅外譜圖為不同反應(yīng)時(shí)間取樣測(cè)試結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，異氰酸酯(—NCO)基團(tuán)在2 261 cm-1處的特征吸收峰逐漸變小，當(dāng)該處特征吸收峰消失時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)。

3、親水單體含量對(duì)粒徑的影響

本實(shí)驗(yàn)使用的親水單體為二羥甲基丙酸(DMPA)，其含量的多少對(duì)水性聚氨酯分散體的穩(wěn)定性及涂膜性能有較大影響。隨著親水單體DMPA含量增加，溶液的外觀從乳白色非透明逐漸變成微藍(lán)光透明，粒徑逐漸變小，會(huì)使涂膜的耐水性下降。因此，要保持樹(shù)脂親水性及涂膜耐水性的平衡，最終親水單體DMPA含量在5%較為適宜。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表。

（1）采用自制聚酯多元醇、異氰酸酯、功能性單體在較溫和的條件下合成了水性聚氨酯。該聚氨酯具有較好的涂膜性能、儲(chǔ)存穩(wěn)定等特點(diǎn)。

（2）當(dāng)使用黏度在13950～14200mPa·s的聚酯多元醇制得的水性聚氨酯，噴板后可以獲得高光澤度(60°光澤90%以上)的涂膜。

（3）當(dāng)親水單體DMPA用量為5%時(shí)，水性聚氨酯具有較好的外觀及性能。