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脂肪族异氰酸酯固化剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-25 13:49:06
采用新型结构的聚天门冬氨酸酯做主体树脂,脂肪族异氰酸酯固化剂,研制成功了具有超长耐紫外线功能的脂肪族聚脲重防腐涂料,该涂料具有高固低粘特性、耐紫外线试验超过4000h,耐磨性能优异。是一种优秀的环保型长效重防腐涂料。

聚天门冬氨酸酯为100%固体含量的液体,粘度只有1000-1500cps,当初研究者将其作为丙烯酸聚氨酯涂料的活性稀释剂来使用,后来发现可以将其做成兼具优异性能的无溶剂涂料或高固体涂料。

该类涂料固体含量在90-100%,零VOC或极低VOC排放,一次施工就可获得所需膜厚,提高了工作效率,不仅环保,而且节约能源。

该涂料与脂肪族异氰酸酯固化剂反应,常温即可成膜,涂膜具有卓越的耐候性,接近氟碳涂料的耐紫外线性能,远远超过传统的丙烯酸聚氨酯(PU)涂料;除此以外,它还具有超级的耐磨耗性能。因此该涂料在重防腐涂料、船舶涂料、风力发电叶片涂料、汽车涂料等领域将具有广泛的应用前景。

然而,由于传统的聚天门冬氨酸酯只有常用的NH1420和NH1520两个牌号的树脂,前者与脂肪族异氰酸酯固化剂反应凝胶时间过短,只有15-20min的施工时间,难以进入常规涂料行业;后者虽然凝胶时间较长,但玻璃化温度Tg太高,性脆,不能单独使用,只能将二者相互改性,以弥补彼此缺陷,但由此做成的涂料凝胶时间最多不超过半小时,难以为用惯了常规涂料的客户所接受。

本文采用聚天门冬氨酸酯系列树脂,作为涂料的主体树脂,研制成了具有超长耐紫外线的环保型聚脲重防腐涂料,涂层具有优异的综合性能。施工活化期可以延长到2-3h,解决了长期存在的聚天门冬氨酸酯涂料施工期限过短的问题。使聚天门冬氨酸酯聚脲这一性能优异的涂料品种进入包括防腐涂装在内的传统涂装领域成为可能。

实验主要原料。主体树脂:F524、F520聚天门冬氨酸酯;D2925树脂:改性聚天门冬氨酸酯树脂;颜料:金红石型钛白粉R595;助剂:BD-8330分散剂,BD-8141分散剂。其它助剂:流平剂;消泡剂;防沉剂、紫外吸收剂;

固化剂:HDI三聚体,SP-103P弹性固化剂



二乙基甲苯二胺(DETDA)性能测试

制品在120℃的烘箱中熟化12h,室温放置7天,按西德标准DNI53504测试制品性能与进口品相当:

项目                 自产detda           进口DETDA,

拉伸强度(MPa)         18.52              16.9

断裂伸长率(%)         300                280

挠曲模量(MPa)         208,5              210.8

弯曲强度(MPa)         10.63              10.98


制备工艺。A组分:将树脂、粉料、助剂依次加入调漆缸中,高速分散30min,然后用砂磨机研磨分散至细度15μm以下,加入剩下的溶剂以调整粘度和固体含量。得到A组分;B组分:将各原料混合均匀后,过滤包装;

涂膜制备。将A/B组分按质量比2:1的比例混合,喷涂在0.2mm厚度的马口铁板上,根据检测指标的需要,马口铁板可预先喷涂底漆。涂膜厚度控制0.2±0.02mm。制膜标准参照JG/T172-2005,涂膜在25±2℃条件下固化、养护7天,做性能测试。

常规性能测试:按企标Q/FY3-2011《聚天门冬氨酸酯聚脲防腐蚀涂料》标准进行;主要检测仪器:AUW320型分析天平,干燥试验箱,ISO刮板细度计,QTJ弯曲仪,QCJ冲击仪,MH-1磨耗试验机,PosiTest涂层拉力仪,CTP701F可编程式高低温试验箱,HRTR03调温调湿仪。

聚天门冬氨酸酯涂料有着极好的耐紫外线性能,必须选择与之匹配的脂肪族异氰酸酯固化剂。研究表明,并不是所有的HDI三聚体都能有超长的耐候性。这里选用固化剂为主体树脂。

由于聚天门冬氨酸酯独特的分子结构,分子量小,成膜后固化密度比较大,有一定的收缩性,易造成涂膜内部应力集中,故最好加入柔性的固化剂来改善之。加入10-15%弹性固化剂SP-103P,可以使涂膜正反两面冲击试验均超过50kg.cm。这是一种抗紫外线非常好的弹性固化剂,可以保证涂层有足够的韧性。

普通有机硅助剂和聚天门冬氨酸酯的相容性有限,容易发生缩孔,暗泡、漆膜失光等缺陷。必须优选好助剂,流平剂用EFKA3600和BYK333,是比较好的选择。

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