聚天門冬氨酸酯涂料的研制與應(yīng)用

    中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊： 

    首先把聚天門冬氨酸酯作為活性稀釋劑應(yīng)用到傳統(tǒng)的雙組分聚氨酯溶劑型涂料配方中。聚天門冬氨酸酯有相對(duì)低的黏度以及與羥基聚酯和丙烯酸樹(shù)脂有較好的混溶性 ， 因此 ， 它是一種優(yōu)良的高固含量聚氨酯涂料的活性稀釋劑 ， 它降低了高溶劑體系的 VOC 值。

表 1 　聚天門冬氨酸酯涂料與聚脲涂料和普通聚氨酯涂料的比較

    聚天門冬氨酸酯作為異氰酸酯的主要反應(yīng)成分 ， 得到一種低 VOC 或接近于零 VOC 排放的涂料體系。由于聚天門冬氨酸酯獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu) ， 通過(guò)選用不同的種類 ， 可以調(diào)節(jié)固化速度。選用快速固化涂料可以滿足應(yīng)用者的要求 ； 快速固化體系可以提高施工效率 ， 具備厚膜、低溫固化、耐磨、防腐蝕等性能  。

    2 　快速固化防腐蝕涂料體系

    聚天門冬氨酸酯防腐蝕涂料是由聚天門冬氨酸酯和普通脂肪族異氰酸酯 ( 例如 HD I 三聚體 ) 反應(yīng)而成。它具有硬度高、顏色穩(wěn)定、耐磨性和耐候性好等特點(diǎn) ， 適合于鋼鐵上作防腐蝕面漆。雙涂層聚天門冬氨酸酯涂料體系具有良好的防腐性能 ， 其體系由富鋅濕固化聚氨酯底漆和聚天門冬氨酸酯面漆組成。單組分富鋅濕固化聚氨酯底漆配方見(jiàn)表 2， 其固含量為 70% ， 適用期為 2 h， 表干時(shí)間 1 ～ 2 h， 噴涂施工 ， 膜厚 75 ～ 125 μ m； 雙組分聚聚天門冬氨酸酯面漆配方見(jiàn)表 3， 其固含量 80% ， 適用期 1 ～ 2 h， 表干時(shí)間 1 ～ 2 h， 噴涂施工 ， 膜厚 150 ～ 250 μ m 。雙組分聚天門冬氨酸酯面漆性能見(jiàn)表4。

表 2 　單組分濕固化富鋅聚氨酯底漆

   該研究采用快速固化雙涂層聚天門冬氨酸酯涂料體系。體系的膜厚和防腐性能可達(dá)到通常的三涂層重防腐體系的標(biāo)準(zhǔn)  。采用快速重涂施工方法 ， 即底漆直接噴涂在噴砂的鋼板上 ， 在底漆施工完 2 h 后 ， 再施工面漆并測(cè)試該體系的防腐蝕等性能。同時(shí)采用環(huán)氧 / 丙烯酸聚氨酯雙涂層體系作為對(duì)比研究。其整個(gè)涂層厚度達(dá)到了 150 ～ 200 μ m， 低于聚天門冬氨酸酯雙涂層體系可達(dá)到的最大厚度 ， 這是因?yàn)樵诓捎酶�高的膜厚時(shí) ， 通常的環(huán)氧 / 丙烯酸聚氨酯體系會(huì)有氣泡產(chǎn)生。而為了對(duì)比兩種涂料體系的性能 ， 聚天門冬氨酸酯涂料體系的膜厚與環(huán)氧 / 丙烯酸聚氨酯體系的保持一致。

表 3 　雙組分聚天門冬氨酸酯面漆

 表 4 　聚天門冬氨酸酯面漆性能

    施工時(shí) ， 環(huán)氧 / 丙烯酸聚氨酯體系的層間施工間隔時(shí)間是根據(jù)涂料制造商的規(guī)定而定的。例如 : 丙烯酸聚氨酯面漆在底漆施工 24 h 后施工。另外做了在不同環(huán)境條件下固化 24 h 的防腐蝕研究 : 4 ℃ /40%RH 、 21 ℃ /50% RH 、 32 ℃ /80% RH， 接著在 21 ℃ /50%RH 下固化 2 個(gè)星期。

    對(duì)在 21 ℃ /50% RH 下固化的樣品進(jìn)行人工加速老化實(shí)驗(yàn) ， 分別采用 ASTM B - 117 鹽霧老化實(shí)驗(yàn)和 ASTM D - 5894 循環(huán)氣候老化實(shí)驗(yàn)。采用 ASTMD714 - 87 標(biāo)準(zhǔn)圖表指數(shù)評(píng)估氣泡等級(jí) ， 用 1 ～ 10 表示氣泡大小 : 10 -沒(méi)有氣泡 ； 8 -密集肉眼可見(jiàn)的最小尺寸。氣泡的頻率分為 4 級(jí) : D -密集 ；MD -中密 ；M -中等 ； F -少。采用鹽霧老化和循環(huán)氣候老化結(jié)果分別見(jiàn)表 5 和表 6 。

表 5 　鹽霧老化實(shí)驗(yàn) ( ASTM B - 117)

 表 6 　循環(huán)氣候老化實(shí)驗(yàn) ( ASTM D - 5894)

    從表 5 、表 6 可以看出 ， 涂膜具有良好的防腐性能。另外還說(shuō)明在不同條件下固化的樣品的防腐蝕試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

    3 　結(jié)　語(yǔ)

   雙組分聚天門冬氨酸酯涂料可以替代傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料。通過(guò)快速固化 ， 提高了施工效率。聚天門冬氨酸酯涂料還可提供比傳統(tǒng)聚氨酯面漆更厚的涂膜 ( 可達(dá) 375 μ m) ， 這可以減少涂層數(shù) ， 也提高了施工效率。具有耐黃變和良好的耐候性 ， 通常用作防腐面漆。

    加速老化實(shí)驗(yàn)顯示 ， 聚天門冬氨酸酯涂料具有和環(huán)氧富鋅 / 丙烯酸聚氨酯涂料體系基本一致的防腐蝕性能。如果增加膜厚 ， 可望達(dá)到更好的防腐效果。研究表明 ， 它的防腐性能可與現(xiàn)今通用的三涂層重防腐涂料體系相媲美。另外 ， 涂層重涂間隔時(shí)間為 2 h， 提高了工作效率。一般整個(gè)施工時(shí)間為 4 ～ 6 h， 而環(huán)氧富鋅 / 丙烯酸聚氨酯涂料體系需 30 ～ 36 h 。