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摘 要：采用不同改性的短油度醇酸樹脂作甲組分，異氰酸酯預(yù)聚物作乙組分，配制雙組分聚氨酯涂料，探討甲組分對雙組分聚氨酯涂料性能的影響。結(jié)果表明，椰子油改性短油度醇酸樹脂，顏色水白、耐黃變性能和豐滿度好，可以作為高檔的亮光清面漆、耐黃變的面漆用樹脂；蓖麻油改性短油度醇酸樹脂，顏色較深、豐滿度較好、干燥速度慢及柔韌性好，可以作為普通的亮光面漆用樹脂；豆油改性短油度醇酸樹脂，干燥速度較快，應(yīng)用于底漆和啞光面漆；合成脂肪酸改性短油度醇酸樹脂，顏色水白、流平好、干燥速度慢、豐滿度高及硬度高，可以作為高檔的亮光面漆用樹脂。
關(guān)鍵詞：雙組分聚氨酯；醇酸樹脂；涂料
聚氨酯漆是指在其涂膜中含有相當(dāng)數(shù)量的氨基甲酸酯鏈的涂料。聚氨酯漆膜除了含有大量的氨酯鍵外，還含有酯鍵、醚鍵、縮二脲鍵、脲基甲酸酯鍵、異氰脲酸酯鍵以及油脂的不飽和鍵和大分子鍵之間的氫鍵等。所以聚氨酯漆具有漆膜強(qiáng)韌、光澤豐滿、附著力強(qiáng)、耐水耐磨、耐腐蝕性及較高的固體含量等良好的性能，被廣泛用于高級木器家具、汽車修補(bǔ)涂料、防腐涂料、地坪涂料、電子涂料、特種涂料等。缺點(diǎn)是施工工序復(fù)雜，對施工環(huán)境要求很高，毒性較大，穩(wěn)定性差，對水分和潮氣敏感，遇潮起泡，保光保色性差，不耐日光，漆膜易粉化，變黃等問題。
植物油作為一種可再生資源，將含羥基植物油或羥基化作為多元醇合成聚氨酯是很有發(fā)展前途的環(huán)境友好型產(chǎn)品。植物油中大多含有不飽和鍵，可以先和其它物質(zhì)改性后再改性聚氨酯，這樣可以提高聚氨酯膜的性能和手感，還可降低成本，因此植物油改性聚氨酯日益凸顯其優(yōu)越性。
本實驗利用椰子油改性短油度醇酸樹脂、蓖麻油改性短油度醇酸樹脂、大豆油改性短油度醇酸樹脂、合成脂肪酸改性短油度醇酸樹脂配制成雙組分聚氨酯漆，研究不同植物的改性的醇酸樹脂對雙組分聚氨酯漆漆膜性能、應(yīng)用效果的影響。
1 實驗部分
1.1 原料
椰子油改性短油度醇酸樹脂，東莞市竣成化工有限公司；蓖麻油改性短油度醇酸樹脂、豆油改性短油度醇酸樹脂、合成脂肪酸改性短油度醇酸樹脂，紐佩斯樹脂(佛山)有限公司；異氰酸酯預(yù)聚物(L-75通用型固化劑)，NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)約13.3％，拜耳科技材料公司；金紅石鈦白粉RCL-69，上海毅勝化工有限公司廣東分公司；氣相二氧化硅(DM-10)，日本德山公司；分散劑、消泡劑、流平劑，德國畢克化學(xué)；消光粉，格雷斯專用化學(xué)品公司；二甲苯、醋酸丁酯，石化茂名分公司；二價酸酯(DBE)，江蘇華倫化工有限公司；填充劑硬脂酸鋅，金信化工(深圳)有限公司；滑石粉，廣州天泰粉體，以上均為工業(yè)級。稀釋劑(二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯混合物)，自配。
1.2 實驗儀器
VFS-230型高速分散機(jī)，上海上微金麗電機(jī)有限公司；QGZ涂膜干燥時間測定儀，天津市華視科技發(fā)展公司；WGG60型光澤度計，泉州科化佳光電儀器研究所；QZP型黑白格玻璃板，天津市精科材料試驗機(jī)廠；紫外線照射燈箱，自制；QFH型劃格器，上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司；QTY-32型漆膜彎曲試驗器，天津市科聯(lián)材料試驗廠；QHQ涂膜鉛筆刮痕硬度儀、JFA-II型涂膜涂布器、QCJ型漆膜沖擊器，天津材料試驗機(jī)廠；NDJ-5S型旋轉(zhuǎn)粘度計，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司。
1.3 漆液配制
1.3.1 清面漆的配制
清面漆主要由醇酸樹脂、混合助劑(消泡劑:流平劑:分散劑按質(zhì)量比5:5:2混合)和混合溶劑(醋酸丁酯-二甲苯按質(zhì)量比5:4混合)組成，配制不同脂肪酸短油度醇酸樹脂高光清面漆配比見表1。
按配方用量準(zhǔn)確稱量所用的樹脂、溶劑、助劑等，混合后用高速分散機(jī)分散均勻；然后按甲組分(醇酸樹脂清面漆):乙組分(L-75固化劑):稀釋劑=1:0.8:0.5質(zhì)量比手工噴實驗?zāi)景濉ⅠR口鐵板，靜置通風(fēng)處24 h，待檢測用。
1.3.2 底漆的配制
底漆主要由醇酸樹脂、混合助劑(消光劑：消泡劑：流平劑按5:5:3混合)、}昆合溶劑(醋酸丁酯:二甲苯按10.0:17.4混合)和填料(硬脂酸鋅:滑石粉按1:3混合)組成，配制不同脂肪酸短油度醇酸樹脂透明底漆配比見表2。
按配方用量準(zhǔn)確稱量所用樹脂、溶劑、助劑等，混合后用高速分散機(jī)分散均勻；然后按甲組分(醇酸樹脂透明底漆):乙組分(L-75固化劑):稀釋劑=1:0.2:0.4質(zhì)量比手工噴實驗?zāi)景濉ⅠR口鐵板，靜置通風(fēng)處24 h，待檢測用。
1.3.3 色漆的配制
色漆主要由醇酸樹脂、混合助劑(分散劑：消光劑：消泡劑：流平劑按1:15:1:1質(zhì)量比混合)、混合溶劑(醋酸丁酯:二甲苯:DBE按17:10:6質(zhì)量比混合)和填料(金紅石鈦白粉:氣相二氧化硅按25:1質(zhì)量比混合)組成。配制不同的改性短油度醇酸樹脂五分光白色漆配比見表3。
按配方用量準(zhǔn)確稱量所用樹脂、溶劑、助劑等，混合后用高速分散機(jī)分散均勻；然后按甲組分(五分光白面漆):乙組分(L-75固化劑):稀釋劑=1:0.2:0.5的比例手工噴實驗?zāi)景濉ⅠR口鐵板，靜置通風(fēng)處24 h，待檢測用。
1.4 性能檢測
粘度按GB／T 1723-93；穩(wěn)定性按GB／T 6753.3-86；外觀按GB1721-79；干燥時間按GB／T 1728-79；流平性按GB／T 1750-79；硬度按GB／T 6739-1996；光澤度按GB／T 9754-88；柔韌性按GB／T 6742-86；附著力按GB／T 9286-1998；抗沖擊強(qiáng)度按GB／T 1732-93；耐黃變性、耐化學(xué)品性按GB11186.2-89及GB／T 1763-79；打磨性按GB／T 1768-79，1級為打磨性差，4級為好；透明度，目測比較，1級為透明度好，4級為差。
2 結(jié)果與討論
2.1 清面漆性能
不同脂肪酸改性醇酸樹脂配制的雙組分聚氨酯清面漆的狀態(tài)和漆膜性能見表4。
由表4可知，4種清面漆的粘度、固體分含量、外觀、透明度隨著改性樹脂的不同而有所差異。從漆膜的狀態(tài)來看，4種改性樹脂粘度在2200～2800 mPa?s之間，固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)在71％～81％之間，透明度和穩(wěn)定性均較好。這是由于在配制分散過程中，助劑和溶劑的添加量相同，其分散條件也相同，所以漆膜的狀態(tài)比較相近。
從漆膜的性能上看，4種清面漆在表干時間、實干時間、豐滿度、附著力及耐黃變性方面差異較大。椰子油改性的樹脂所制漆膜干燥速度較快，其硬度、光澤、耐黃變性較好，柔韌性、豐滿度、耐化學(xué)品性均比較理想；但其附著力不如蓖麻油、合成脂肪酸。蓖麻油改性的樹脂所制的雙組分聚氨酯亮光清漆顏色相對較深，所制漆膜耐黃變性差，其豐滿度一般，干燥速度較慢，其硬度不如合成脂肪酸、椰子油改性的樹脂，光澤較低，但其抗沖擊強(qiáng)度較高。大豆油改性的樹脂所制漆膜干燥速度快，附著力、硬度、抗沖擊強(qiáng)度、耐黃變性一般，其光澤、豐滿度較差，合成脂肪酸的醇酸樹脂所制的雙組分聚氨酯亮光清漆中，顏色水白，干燥速度較慢，硬度高、附著力好，抗沖擊強(qiáng)度一般，其耐黃變性、豐滿度在實驗組中為好。
通過以上分析可見，椰子油改性樹脂適合作對硬度、光澤、豐滿度要求高，耐黃變性較好的高檔亮光清面，蓖麻油改性樹脂適合制備對性能要求一般的普通亮光清面漆。大豆油改性樹脂相對不適合用于配制成高光清面。合成脂肪酸改性樹脂適合用于配制高檔的亮光清面漆。
2.2 底漆性能
不同改性醇酸樹脂所配制的雙組分聚氨酯漆的透明底漆的狀態(tài)和漆膜性能見表5。
由表5可知，4種底漆粘度在4800～5500 mPa?S之間，固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)在66.2％～72.6％之間，穩(wěn)定性均較好。通過比較發(fā)現(xiàn)，4種底漆透明度差異較大，豆油改性樹脂和合成脂肪酸改性樹脂透明度較好，而蓖麻油改性樹脂和椰子油改性短油度醇酸樹脂透明度一般。這表現(xiàn)在配漆中，豆油和合成脂肪酸改性的樹脂能與填充劑融合較好。
從漆膜性能上看出，在干燥速度上，椰子油和豆油改性的表干時間分別為16 min和15 min，實干時間分別為130 min和120 min，比蓖麻油和合成脂肪酸改性的樹脂表干時間和實干時間快。而在流平性、柔韌性方面4組底漆無明顯區(qū)別；蓖麻油、豆油改性的樹脂制漆附著力較其它實驗組略差。打磨性好的為豆油改性的樹脂漆，其次是合成脂肪酸酸性的樹脂漆，椰子油與蓖麻油改性的樹脂漆較一般。
通過各項性能的對比，并參考價格，豆油改性的樹脂適合作為通用型雙組分聚氨酯底漆的配漆樹脂，合成脂肪酸改性樹脂適合作為高檔雙組分聚氨酯底漆的配漆樹脂。
2.3 色漆性能
不同改性醇酸樹脂所配制的雙組分聚氨酯半啞光面漆狀態(tài)和漆膜性能見表6。
從表6可知，不同脂肪酸改性樹脂所制得的色漆，粘度在2800～3200 mPa?s之間，固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)67.5％～72.5％之間，穩(wěn)定性均較好。在外觀方面，椰子油、合成脂肪酸改性樹脂所制得色漆為白色粘稠液，而蓖麻油、豆油改性樹脂所制得的色漆為白色微帶黃相粘稠液。
從漆膜性能上看出，流平性、穩(wěn)定性均無明顯區(qū)別。蓖麻油與豆油改性的樹脂因其樹脂顏色較深，因而所制白漆帶黃色，這點(diǎn)在配制高檔白面漆中比較忌諱。椰子油改性醇酸樹脂能擁有較高的豐滿度、附著力、硬度和耐黃變性，但其柔韌性、抗沖擊強(qiáng)度一般。蓖麻油改性樹脂干燥速度較慢，其硬度、耐
黃變性較差，但其抗沖擊強(qiáng)度好。豆油改性的樹脂干燥速度較快，硬度、耐黃變性一般，其豐滿度、柔韌性和抗沖擊強(qiáng)度較差。合成脂肪酸改性樹脂組干燥速度較慢，其豐滿度、硬度、柔韌性、附著力、抗沖擊強(qiáng)、耐黃變性較好。在理論配方中所制漆膜為半啞光，椰子油脂改性的樹脂、蓖麻油改性的樹脂與合成脂肪酸改性的樹脂所制漆膜都表現(xiàn)出較高的光澤。
由不同脂肪酸改性的樹脂所配制的雙組分聚氨酯半啞光面漆其漆液狀態(tài)和漆膜性能基本上都能滿足要求，椰子油、蓖麻油改性的樹脂可作雙組分聚氨酯色面漆用樹脂，合成脂肪酸改性的樹脂也可作為要求較高的高檔色面漆，豆油改性的樹脂更適宜制成啞光色面漆。
3 結(jié)論
分別采用椰子油、蓖麻油、大豆油、合成脂肪酸改性短油度的樹脂配制了雙組分聚氨酯清面漆、底漆、色漆，應(yīng)用研究表明，椰子油與合成脂肪酸改性醇酸樹脂的外觀顏色比蓖麻油和豆油改性醇酸樹脂要清澈透明，可以作為高檔的亮光清面、耐黃變的面漆用樹脂；柔韌性、附著力、抗沖擊強(qiáng)度好的是蓖麻油改性的樹脂，可作普通的亮光面漆用樹脂；干燥速度快、打磨性好的是豆油改性的樹脂，可應(yīng)用于底漆和啞光面漆；硬度、豐滿度、耐黃變性好的是合成脂肪酸改性的樹脂，可以作為高檔的亮光面漆用樹脂。