水性高光汽车涂料用聚氨酯简介

发布时间:2019/10/11

随着国家经济的不断发展,人们的环保意识不断加强,国家对涂料行业中有机挥发物(VOC)排放有了愈来愈严格的限制,这使得水性涂料等环境友好型涂料得到了快速发展,其中水性聚氨酯越来越受到人们的关注。水性聚氨酯具有VOC含量低、气味小、污染低、节能、用水稀释等特点,其制备的涂膜具有较好的柔韧性、耐磨性、耐候性,已在涂料、胶黏剂、皮革等领域得到了广泛的应用,发展十分迅速。水性聚氨酯的研究与开发已逐渐成为涂料领域发展的新方向。

目前,汽车已逐渐普及到每个家庭当中,随着人们对汽车外观及性能要求的不断提高,开发高光泽水性聚氨酯涂料,为汽车车身提供更加美观的效果,使得车身彰显出高贵典雅,满足人们对汽车外观的需求是十分必要的。本文以自制的聚酯多元醇、异氰酸酯、功能性单体为原料制备水性聚氨酯,获得的产品不仅保持了聚氨酯的特性,而且能够有效的提高汽车涂层的光泽度。

1、聚酯多元醇对涂膜性能的影响

高分子量的聚酯制得的水性聚氨酯通过其空间位阻的影响使颜料间杜绝了絮凝现象的发生并且树脂对颜料提供同种电荷使得带有相同电荷的颜料间发生排斥现象避免出现絮凝现象从而获得了高光泽的汽车涂膜通过调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备多款水性聚氨酯实验结果表明使用高分子量聚酯多元醇制得的水性聚氨酯对颜料具有较好的润湿性使得颜料能够在涂料中分散得更均匀从而使得涂膜表现出较高的光泽度将上述制备的水性聚氨酯进行制板测试考察不同聚氨酯对涂膜光泽度的影响实验结果表明使用不同黏度的聚酯多元醇制得的水性聚氨酯喷板后样板的光泽度有较大差别黏度高的聚酯多元醇制得的聚氨酯配漆后光泽度(60°)62%提高93%,对涂膜的光泽有较大幅度的提高并且耐冲击强度也有所增强测试结果见下图

聚酯多元醇对涂膜性能的影响

2、红外光谱测试

通过红外光谱仪对合成的水性聚氨酯进行测试,如下图所示。图中2 925 cm-1和2 885 cm-1为甲基、亚甲基伸缩振动吸收峰,图中2 261 cm-1为异氰酸酯基团(—NCO)特征吸收峰,图中1 735 cm-1为酯基和酮羰基特征吸收峰,1 525 cm-1为N—H振动吸收峰,1 485 cm-1 、1 452 cm-1为甲基、亚甲基面内弯曲振动吸收峰,1 162cm-1为C—O—C振动吸收峰。这3个红外谱图为不同反应时间取样测试结果,实验结果表明随着反应时间的延长,异氰酸酯(—NCO)基团在2 261 cm-1处的特征吸收峰逐渐变小,当该处特征吸收峰消失时即为反应终点。

水性聚氨酯的红外谱图

3、亲水单体含量对粒径的影响

本实验使用的亲水单体为二羟甲基丙酸(DMPA),其含量的多少对水性聚氨酯分散体的稳定性及涂膜性能有较大影响。随着亲水单体DMPA含量增加,溶液的外观从乳白色非透明逐渐变成微蓝光透明,粒径逐渐变小,会使涂膜的耐水性下降。因此,要保持树脂亲水性及涂膜耐水性的平衡,最终亲水单体DMPA含量在5%较为适宜。测试结果见下表。

DMPA含量对粒径的影响

(1)采用自制聚酯多元醇异氰酸酯功能性单体在较温和的条件下合成了水性聚氨酯该聚氨酯具有较好的涂膜性能储存稳定等特点

(2)当使用黏度在13950~14200mPa·s的聚酯多元醇制得的水性聚氨酯喷板后可以获得高光泽度(60°光泽90%以上)的涂膜。

(3)当亲水单体DMPA用量为5%时,水性聚氨酯具有较好的外观及性能

本文标签: 水性聚氨酯 

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