涂料原理:
| 樹脂對性能的影響
聚天門冬氨酸酯樹脂種類的選擇對涂層性能有決定性影響。樹脂F520是一種傳統的聚天冬樹脂,相當于國外牌號NH1520,該樹脂的特點是相容性好,涂膜外觀通透豐滿,施工活化期長。由于F520分子結構中-NH基團為冠狀側鏈烷基,加上其鄰位環烷鏈上的甲基位阻效應,妨礙了-NHR基團與異氰酸酯-NCO基團反應成膜后所形成的分子鏈的自由旋轉,導致其涂膜玻璃化溫度(Tg)高,耐沖擊性差。研究表明,其與HDI三聚體制成的涂膜,在10℃以下便開始變脆,對基材附著力全部喪失。因此必須對其性能進行改性。
傳統改性方法之一是加入羥基丙烯酸樹脂,并且加入量要非常大,此法相當于用F520聚天門冬氨酸酯改性丙烯酸樹脂,效果有限,失去了實際意義。第二種方法是加入F420(或拜耳NH1420),確實可以達到改善涂膜脆性的目的。但F420單獨與HDI三聚體反應,活化期≤20min,當與F520樹脂1:1比例搭配時,活化期不超過30min,而涂膜表面干燥時間超過3h,相當于集中了二者缺點,難以為使用者所接受,這應是聚天門冬氨酸酯雖然作為一種優秀的高分子材料,卻難以在涂料行業順利推廣的根本原因。
為了解決上述難題,飛揚化工研制成功F524和D2925兩種新型結構的聚天門冬氨酸酯樹脂,F524樹脂基本性能相似于F420(相當于國外牌號NH1420),不同之處在于和HDI三聚體固化劑反應時,凝膠時間在50min以上。并且與有機硅助劑的相容性遠好于F420,涂膜外觀大為改善。F524與F520樹脂大致以1:1比例搭配,作為高固低粘涂料,性能最好,其施工活化期2-3h,涂膜表面干燥時間1h,此舉順利解決了聚天門冬氨酸酯涂料的施工難題。
D2925樹脂為固體份60%的聚合型大分子聚天門冬氨酸酯化合物,凝膠時間更長,柔韌性更好,適合與彈性固化劑配合做彈性涂料,適當添加可更好地改善涂膜的物理力學性能和施工性能。在本涂料配方中用量為10%左右。
| 固化劑對性能的影響
聚天門冬氨酸酯涂料有著極好的耐紫外線性能,必須選擇與之匹配的脂肪族異氰酸酯固化劑。研究表明,并不是市場上所有牌號的HDI三聚體都能有超長的耐候性。這里選用拜耳公司生產的某個牌號固化劑為主體樹脂;
由于聚天門冬氨酸酯獨特的分子結構,分子量小,成膜后交聯密度比較大,有一定的收縮性,易造成涂膜內部應力集中,故最好加入柔性的固化劑來改善之。加入10-15%飛揚化工研制生產的彈性固化劑SP-103P,可以使涂膜正反兩面沖擊試驗均超過50 kg.cm。這是一種抗紫外線非常好的彈性固化劑,可以保證涂層有足夠的韌性。
| 助劑對性能影響
普通有機硅助劑和聚天門冬氨酸酯的相容性有限,容易發生縮孔,暗泡、漆膜失光等缺陷。必須優選好助劑,流平劑用EFKA3600和BYK333,是比較好的選擇。
| 紫外吸收劑的影響
紫外吸收劑抗紫外線的基本原理是其分子中的特定基團吸收一定波長的紫外光子后,電子從基態被激發到高能級軌道,導致分子重排形成激發態,不穩定的激發態結構重新躍遷回基態,恢復原來的結構,同時釋放能量,釋放的能量以熱能形式放出。如此循環往復,將涂膜吸收的紫外光能不斷轉化為熱能散失掉。關系式△E=hc/λ,其中h為普朗克常數,λ為紫外光的波長,△E為所釋放的熱能。
因此加入紫外吸收劑,有助于提高聚脲涂層的耐紫外光性能。一般推薦添加量為配方的0.5-2.0 %。