聚酯地板漆抗沖擊性能的研究

鄭宏建，方丹業(yè)，張文霞

(1.浙江環(huán)球制漆集團(tuán)股份有限公司，浙江 金華 321000；2.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321000)

近年來(lái)隨著對(duì)環(huán)保、安全及能源的重視，合成涂料已由傳統(tǒng)的溶劑型轉(zhuǎn)向高固含量、水性和粉末涂料，交聯(lián)固化方式也由高溫和中溫逐步轉(zhuǎn)向低溫和室溫型[1-2]。雙組份聚酯消除了對(duì)環(huán)境和人類(lèi)有害的揮發(fā)性有機(jī)化合物，因而常作為地板漆使用[3-4]。近年來(lái)，聚酯漆、聚氨酯漆的品種、系列的增加及應(yīng)用范圍不斷拓展，而其中高級(jí)木器家具漆、機(jī)械和汽車(chē)漆、防水涂料、工程涂料及防腐蝕涂料等的發(fā)展尤為顯著[5-7]。

由于聚酯樹(shù)脂的使用不斷地增加，人們對(duì)其抗沖擊性能的要求也日益增大，本文通過(guò)改變各種固化劑和樹(shù)脂的用量及種類(lèi)來(lái)提高聚酯地板漆的抗沖擊性能，從而達(dá)到漆膜附著力強(qiáng)、耐沖擊性好、硬度高，耐磨性好等效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原材料

表1 實(shí)驗(yàn)原材料

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.2.1 地板漆的制備

按一定比例依次投入樹(shù)脂，溶劑中速分散10 min，再在低速分散下加入各種助劑，高速分散15 min，加入稀釋劑調(diào)節(jié)涂料體系的黏度，得到聚氨酯涂料的含羥基組分，按基漆∶固化劑∶稀釋劑=2∶1∶0.5的質(zhì)量比調(diào)制涂料，即得成品涂料。

1.2.2 樣板的制備

先對(duì)馬口鐵樣板基體進(jìn)行打磨、除油、除銹，再用有機(jī)溶劑將馬口鐵板充分擦拭干凈，待其干燥備用。然后將實(shí)驗(yàn)制得涂料攪拌充分后涂刷于馬口鐵片上,實(shí)干后再涂刷第二道，待其實(shí)干。通常涂刷兩道即可，涂膜厚度控制在40 μm左右。最后將刷涂實(shí)干的馬口鐵板置于烘箱中，升溫至一定溫度，保留一定時(shí)間后取出，冷卻至室溫后，進(jìn)行性能測(cè)試。

1.2.3 性能指標(biāo)

地板漆的性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 聚氨酯漆的性能指標(biāo)

2 結(jié)果與討論

2.1 不同樹(shù)脂的選擇

為了提高地板漆的抗沖擊性能，首先，我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)比不同樹(shù)脂的選擇對(duì)漆膜性能的影響，確定最佳樹(shù)脂，見(jiàn)表3。

表3 選用不同樹(shù)脂的制備方案

按照方案1、2、3不同樹(shù)脂合成的涂料分別進(jìn)行樣板制備，并對(duì)其抗沖擊性能進(jìn)行比較，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 不同樹(shù)脂對(duì)漆膜的抗沖擊影響

從表4可以得知，方案2中以高羥值蓖麻油聚酯樹(shù)脂為主的試樣，施工性能好，能常溫干燥成膜，涂膜光亮豐滿、附著力強(qiáng)、韌性較好、交聯(lián)密度高,硬度好,耐沖擊性能好,但顏色較深，價(jià)格也比較貴；方案3中的丙烯酸樹(shù)脂為主的試樣相對(duì)分子量較大，色淺，對(duì)光和氧作用比較穩(wěn)定，具有良好的保光保色性,干燥快、施工方便，但是韌性很差；而方案1中的聚酯樹(shù)脂是漆膜豐滿，光澤高，附著力強(qiáng)，硬度較高，樹(shù)脂價(jià)格適中。因此，方案1抗沖擊性聚酯樹(shù)脂相對(duì)較好。

2.2 不同用量的樹(shù)脂對(duì)漆膜性能的影響

選用聚酯樹(shù)脂作為基料，探究樹(shù)脂用量對(duì)漆膜沖擊性能影響，見(jiàn)表5。

表5 選用不同含量的聚酯樹(shù)脂的制備方案

樣板檢測(cè)結(jié)果如表6所示。

表6 不同含量的樹(shù)脂漆膜的檢測(cè)結(jié)果

從表6中可以看出，三種方案得到的漆膜附著力都較好，方案5中硬度比較低，干燥時(shí)間比較長(zhǎng)；方案4中減少了樹(shù)脂的含量，從而使樹(shù)脂的硬度和干燥時(shí)間得到了提高，但是漆膜耐沖擊差，且有發(fā)白現(xiàn)象；而方案1中的聚酯樹(shù)脂是漆膜強(qiáng)韌，附著力強(qiáng)，且不出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象，是這三個(gè)中含量使用較恰當(dāng)?shù)模赃x擇方案1。

2.3 不同固化劑對(duì)聚酯漆性能的影響

以方案1聚酯樹(shù)脂為基礎(chǔ)，選用不同固化劑制備聚酯地板漆，考察固化劑對(duì)漆膜各性能的影響，選出適宜的固化劑，見(jiàn)表7，TDI類(lèi)為L(zhǎng)-75，MDI類(lèi)為VL，HDI類(lèi)為N-75(均為德國(guó)Bayer公司產(chǎn)品)。(NCO∶OH=1∶1.1)

表7 不同固化劑制備聚酯地板漆方案

樣板檢測(cè)結(jié)果如表8所示。

表8 不同固化劑對(duì)漆膜性能的影響

從表8可以得出，固化劑對(duì)聚氨酯涂料的物理化學(xué)性能有很大的影響，如果選擇的固化劑與樹(shù)脂不能很好地產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，那么聚氨酯涂料的物理化學(xué)性能就會(huì)受到很大程度的影響。 TDI的特點(diǎn)是硬度好，干燥速度快，其分子中有苯環(huán)所以耐黃變性差，毒性大；MDI的特點(diǎn)是揮發(fā)性很低，漆膜柔性好、耐磨性好，但非常容易泛黃；HDI最突出的特點(diǎn)是可以制得高耐候，保光、保色性優(yōu)良的外用聚氨酯涂料，沖擊性最好，但是它的價(jià)格高。所以選用方案8較好。

3 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)不同樹(shù)脂、不同類(lèi)型固化劑選擇配比試驗(yàn)研究，聚酯地板漆以蓖麻油改性聚酯樹(shù)脂為主劑、HDI類(lèi)N-75為固化劑，形成的聚酯地板漆膜 在抗沖擊性、硬度、耐磨性等性能方面可達(dá)到較好的指標(biāo)。