摘要:采用溶液聚合法,合成了丙烯酸五元共聚物;将该共聚物中的羧基中和后制成丙烯酸多元醇分散体,将其作为B组分与一种低黏度的多异氰酸酯固化剂(A组分)组成双组分水性聚氨酯涂料。研究发现:引发剂含量、羟基含量、中和度以及A、B两组分混合搅拌方式都对双组分涂膜的性能产生重要影响。当引发剂含量为1%,羟基含量为2.7%,中和度为100%,A、B组分采用机械搅拌混合时所得的涂膜综合性能最好。水性涂料的适用期达到8h,超过相应的溶剂型涂料。 

    关键词:丙烯酸多元醇;水性聚氨酯;低温烘烤;双组分涂料;涂料适用期 

    前言

    在环境友好型涂料中,双组分水性聚氨酯涂料因为将双组分溶剂型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC结合起来,因而倍受瞩目,成为涂料工业领域研究的热点[1,2]。水性双组分聚氨酯涂料是由含NCO基的低黏度多异氰酸酯固化剂(A组分)和含OH基的水性多元醇(B组分)组成,其涂膜性能主要由B组分羟基树脂的组成和结构决定。丙烯酸多元醇分散体因为相对分子质量低羟基官能度高以及粒径小等优点,常作为B组分与固化剂(A组分)组合成膜[3,4]。然而在制备丙烯酸多元醇分散体时,大多是以乙酸乙酯或丙酮为溶剂来制备[5,6]。还未有文献报导用异丙醇为溶剂进行制备,因为异丙醇具有沸点较高(相对于丙酮)、与水共溶、羟基反应活性低等诸多优点,因此本文采用异丙醇为溶剂,通过传统的溶液聚合法,合成了水可稀释型丙烯酸树脂,碱中和后得到粒径小(65～500nm)、性能优的系列丙烯酸多元醇分散体。对于A组分,目前国际上通常以亲水改性的六亚甲基二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)为首选[7,8],然而此水性固化剂和羟基组分组成涂料时,一般适用期为3～4h[9,10],施工时间短,因而限制了它的广泛使用。本文采用一种反应活性更低的低黏度多异氰酸酯固化剂为A组分,与合成出来的丙烯酸多元醇分散体机械搅拌混合,在低温(60℃)下烘烤成膜。不仅具有优异的涂膜性能,而且适用期长(8h),超过了其他同类水性产品。

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