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高性能聚氨酯弹性树脂及涂料的制备
[ 作者:佚名 | 点击数:730 | 更新时间:2009-8-28 10:36:14]

    羟基弹性树脂的制备将计量好的PCL、PCDL等装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的洁净反应瓶中反映开动搅拌,升温至回流温度,回流脱水至无水分出。降温至70℃,加入量好的IPDI,缓慢升温至90℃保温1h,加入催化剂,再在100~115℃保温5h,加入反省终止剂,继续保温0.5h,用化学分析方法测量树脂的羟值,当羟值达到理论计算时降温出料。
    涂料的制备在制备好的羟基弹性树脂中加入量好的找色颜填料、增稠剂、紫外线吸收剂和适量的混合溶液,高速搅拌分散均匀,再用砂磨机研磨规定细度后,加入抗氧剂,流平剂 催化剂,用混合溶剂调整至规范黏度,油漆与固化剂按NCO/OH=1.2配制
 
    二元醇结构的影响。用于合成聚氨酯弹性树脂的低聚物多元醇可以是聚醚、聚酯、聚已内脂,不同的结构赋予弹性树脂不同的性能,为了满足高品质的要求,选择脂基含量少、内聚能高、耐候性好的局以内二元醇作为树脂的多元醇组分,聚已内二元醇尽管能提高涂层的耐候性能,二元醇节结构的影响可以看出涂层的耐候性耐磨性强度和硬度随着PCDL的加入而提高,表面状态也因树脂强度和硬度的提高而得以改善PCDL的加入还能明显提高涂膜的水解稳定性,但过对的引入PCDL会使涂膜过硬而降低涂膜的弹性
此外,将涂膜在100℃沸水中放置沸煮48h后,涂膜伸长率和拉伸强度均有所下降,这是因为水与羟基树脂的极性基团发生化学反应产生化学降解,树脂的化学组分和物理结构遭到破坏,树脂中的极性基团越多,极性越强,亲水性就越大,水解稳定性越差,PCL涂层而且碳酸脂基的水解反应是可逆的因此用聚碳酸脂二元醇代替部分聚已内酯二元醇,得到的涂层耐水解性能较好。
三元醇的影响。向涂料中引入三元醇,能够达到羟基封端的目的,以及提高涂膜的干燥性能和强度等。不含三元醇的树脂,涂膜的耐候性能不好,这主要是由于在羟基过量的情况下,树脂中存在过多的线型物质致使涂膜表面发雾,在光致作用下,线型物质分子链的降解造成涂膜的耐候性不好,三元醇的引入,减少了体系中的线行物质,改善了涂层的表面状态和耐光型能,随着三元醇添加亮的增加,涂层的干燥时间缩短,涂抹的表面状态,耐磨性及力学性能明显提高,树脂的粘度增大,这主要是因为三元醇的引入增加了树脂的交联密度。但三元醇用量过多,不仅会引起树脂的粘度的增加而影响树脂的使用性能,还会导致涂层力学性能的下降。当三元醇的加亮、为总固体的15%时得到的弹性涂层综合性能较好。
    异氰酸脂的影响聚氨酯涂料的变黄与分子结构有关。以芳香族异氰酸脂为原料的聚氨酯,由于MDI、TDI分子结构中苯环的存在,在紫外线促进下很容易氧化,生成发色的锟式结构而变黄。由于脂肪族二异氰胺脂的结构对弹性树脂的影响。
    除干燥时间因HDI异氰酸脂的反应活性比IPDI异氰酸脂高而缩短外,其余性能均不用ipdi异氰酸脂制备的弹性树脂能极好的选择所需产物结构,表现出良好的重现性,同时能极大的降低起始ipdi的残留浓度,生成的树脂分子量分布均匀、稳定性好,结构中3个甲基的存在还提供了很好的相容性,因此选用ipdi作羟基弹性树脂的异氰胺脂组分。
羟基含量的影响脂肪族产品的内聚能小,反应活性低,因此若何解决涂料的干燥和力学性能等问题很重要,通过控制nco/oh当量比小于1来制备羟基聚氨酯弹性树脂,对羟基端得弹性树脂来说,羟基含量是表征期质量的重要指标,又是计算配套固化剂用量的重要依据增加树脂的羟基含量,亦即增加体系后期固化时间的交联密度可改善树脂的力学性能。
    随着羟基含量的增大,树脂黏度降低,使用性能提高,这是因为羟基的过量数目增多,而过量的羟基在固话剂交联时,增加了整个体系的交联密度,而缩短的涂层的干燥时间,改善了涂膜涂膜的表面状态和力学性能,而缩短了干燥时间。但羟基含量太高,会使涂料固化时因过度交联,是涂膜变脆而导致力学性能下降,试验结果表明羟基含量以0.8%较合适
    催化剂选择脂肪异氰酸脂的反应活性低,反应速度慢,因此,在用ipdi制备聚氨酯树脂时,通常需要提高反应温度来加快反应速度,但过高的反应温度会增加副反应的发生,影响树脂的性能,选择合适的催化剂不仅有利于反应工艺过程中的控制,使反应以适当的速度平稳地进行,而且能极大地改进异氰酸脂的选择性,更好的控制和改善树脂的性能。有机锡类催化剂是一nco与一on反应的高效催化剂。以辛酸亚锡和二丁基锡为体系的催化剂,充分发挥两者的协同作用,缩短了反应时间,有效的抑制了副反应的发生,控制了树脂黏度的过度增加,得到了性能良好的羟基弹性树脂。
树脂合成工艺条件的确定合成反应的温度对反应速度、体系的黏度,树脂的化学结构均有影响,树脂长时间在较高的温度,尤其有催化剂剂存在的情况下进行反应,会增加副反应概率,其结果导致树脂黏度过度增大,甚至不能使用,因此控制树脂合成的反应温度和反映时间是树脂制备的关键技术之一,反应温度对涂膜性能的影响。
随着反应温度的升高,树脂汇总的-nco含量降低,体系的黏度增加,这是因为温度的升高,加快了异氰酸脂与各类活泼氢化合物的反应速度,同时也加剧了异氰酸脂自聚的繁星速度,引起树脂黏度上升,尤其是在催化剂作用下,温度越高,这种现象而直接影响树脂的性能试验确定羟基弹性树脂的反应工艺条件为;反应时间5h反应温度100~115℃
固化剂的影响为了满足耐候性的要求,应尽可能选用脂肪族聚氨酯产品做羟基聚氨酯弹性树脂的配套固化剂,实验对市售的进行筛选。


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