聚脲涂料在自行車零件上的應用和研究

孟昭輝，李華寧，姚學民，李 妲，劉 平，陳紅瑞

(天津科瑞達涂料化工有限公司 天津300457)

聚脲涂料在自行車零件上的應用和研究

孟昭輝，李華寧，姚學民，李 妲，劉 平，陳紅瑞

(天津科瑞達涂料化工有限公司 天津300457)

通過了試驗研究了聚脲涂料的特點并進行了總結。從聚脲基料中選取出合適的產(chǎn)品進行自行車零件涂層噴涂及性能的測試，將聚脲涂料應用在自行車零件上，大大提高自行車零件的涂層性能，開闊了聚脲涂料的應用領域。

應用化學 聚脲涂料 聚脲噴涂 耐候性

0 引 言

鋼鐵材質的各種自行車零件長期以來因為地域、信息、生產(chǎn)過程等各方面的原因，由各個生產(chǎn)廠家自行完成涂料噴涂，造成在零件整裝后各部位零部件在耐候性、耐鹽霧性能等方面存在性能差異。聚脲涂料具有干燥迅速、施工固體含量高、耐鹽霧性優(yōu)異、耐候性優(yōu)異等特點。國外已進行 30多年的研究，而在國內(nèi)研究的時間較短，目前主要是在防水等小范圍內(nèi)使用。在此，我們將聚脲涂料引入到自行車零件涂層中進行應用，由于其干燥迅速的特點適合連續(xù)生產(chǎn)的要求；其耐候性等優(yōu)異性能在自行車零件上噴涂后能大大提高涂層性能，可實現(xiàn)自行車零件統(tǒng)一噴涂。聚脲涂料的特點，使其在自行車零件領域推廣應用具有很好的前景，市場推廣價值巨大。

1 試驗部分

1.1 主要原材料選取

從表1中可以看出，3#聚脲基料配合N3390硬化劑具有成膠時間長、表干快等優(yōu)點，可以作為研究的基礎基料。在聚脲樹脂和硬化劑確定的情況下，再根據(jù)顏色、光澤等具體要求選取常規(guī)的顏料、填料、助劑等原材料，通過調色、調光等來制定基本配方。

表1 聚脲基料的選取Tab1. Selection of polyurea resins

1.2 聚脲涂料的粘度變化測試

從圖 1中可以明顯看到聚脲涂料粘度隨時間的變化有增長趨勢，在1,h內(nèi)粘度增長非常緩慢；在1,h以后粘度增長非?？?。這就要求施工過程應控制在1,h內(nèi)。

圖1 聚脲涂料的粘度隨時間變化情況Fig.1 Change of polyurea coatings’ viscosity over time

1.3 聚脲涂料的涂層硬度隨時間和溫度變化情況

表2 聚脲涂料涂層硬度變化情況Tab2. Change of polyurea coatings’ hardness

從表2中可以看到，聚脲自行車零件涂料在自干和低溫烘烤條件下有比較好的干燥速度，這對于許多使用客戶來說，可以更好地適應連續(xù)生產(chǎn)要求，同時節(jié)省高溫烘烤的能源消耗，具有很好的競爭優(yōu)勢。

1.4 油漆制備工藝

1.4.1 主劑制備

將 3#聚脲基料、部分助劑及部分溶劑加入到分散釜中攪拌均勻，依次加入顏填料，攪拌均勻，高速分散約20,min，然后進行研磨至細度小于35,μm后，轉入調漆釜中，加入助劑調節(jié)狀態(tài)，用余下的溶劑調整粘度，性能檢驗合格后進行過濾、包裝。

1.4.2 硬化劑制備

將異氰酸酯硬化劑、溶劑加入到分散釜中攪拌均勻，檢測合格后，過濾、包裝。

1.4.3 聚脲涂料的使用

將聚脲涂料和硬化劑按照配比進行混合并攪拌均勻，用稀釋劑調節(jié)混合液的粘度至施工粘度后即可進行噴涂操作。

1.5 聚脲涂料性能檢測情況

從表3中的各項性能檢測數(shù)據(jù)看到，聚脲涂料的施工固體高，耐液體介質、耐鹽霧、耐候性等各項性能優(yōu)異，能夠滿足大部分鋼鐵材質的自行車零件應用，可以保證對產(chǎn)品的防護作用，具有很好的推廣價值。

表3 聚脲涂料性能檢測結果Tab3. Testing results of polyurea coatings’ performance

2 試驗結果與討論

2.1 不同熟化期聚脲涂料的光澤變化

從圖2可以看到，混合漆液噴涂涂層的光澤隨混合漆液放置時間的增加呈現(xiàn)降低趨勢，在1,h范圍內(nèi)光澤降低比較微小，超過1,h后涂層光澤降低明顯加快。這可能是由于漆液粘度的增加和反應進度的深入使得漆膜平整性降低、流平時間縮短。在實際使用過程中應在1,h時間內(nèi)將配置好的漆液用完，以保證涂膜的性能穩(wěn)定。

圖2 聚脲涂料涂層光澤隨時間變化曲線Fig.2 Change of polyurea coatings’ luster over time

2.2 聚脲涂料涂層的干燥性變化

聚脲涂料涂層硬度隨時間的增加呈現(xiàn)增長趨勢，在23,℃放置4,h后涂層硬度達到HB，基本滿足工件的裝配和運輸要求；在 16,h后涂層硬度達到 H；在24,h后涂膜硬度達到 2,H，可見該產(chǎn)品的涂層干燥迅速、硬度增長速度較快，適合連續(xù)生產(chǎn)的節(jié)奏。

2.3 聚脲涂料涂層的性能

聚脲涂料涂層在耐酸、堿、鹽霧、老化等各方面性能優(yōu)異，能夠很好地提高自行車零件噴涂的質量，從而保證整裝后的整體產(chǎn)品質量。

3 結 語

聚脲涂料具有固體含量高、干燥迅速、性能優(yōu)異等特點，該涂料可緊密地附著在鋼鐵材質的自行車零件上形成致密的涂層，對基材具有很好的保護作用。把聚脲涂料應用在鋼鐵材質的自行車零件上，開拓了聚脲涂料的應用領域，具有很好的市場空間和推廣價值。

［1］ 楊林，呂平，李英. 聚天冬氨酸酯聚脲最新研究進展[J]. 上海建材，2007(4)：23-25.

［2］ 馬曉燕，賀軍會，王軍委，等. 納米改性聚脲涂料的研制與施工應用[J]. 防腐涂料與涂裝，2012，27(12)：26-30.

［3］ 黃微波，王寶柱，陳酒姜. 噴涂聚脲彈性體技術的發(fā)展歷程[J]. 上海涂料，2004，42(1)：10-15.

［4］ 王道前，賀孝敏. 噴涂聚脲彈性體在大型海洋工程中的應用[J]. 上海涂料，2013，51(9)：29-32.

Polyurea Coatings for Bicycle Parts：Application and Discussion

MENG Zhaohui，LI Hua’ning，YAO Xuemin，LI Da，LIU Ping，CHEN Hongrui
(Tianjin Colouroad Coating & Chemicals Co.，LTD.，Tianjin 300457，China)

Polyurea coatings were elaborated and their characteristics were studied and summarized through experiments. In the paper，appropriate products were selected from polyurea resins to make bicycle part coating for spraying and performance tests. It was proved that through the application，the performance of bicycle part coatings was greatly improved and the application range of polyurea coatings was broadened.

applied chemistry；polyurea coating；polyurea-spraying；weather resistance

TQ639.2

A

1006-8945(2014)06-0059-02

2014-05-09