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冬季干速提升3倍飞扬天冬聚脲快干木器漆助力家具制造

https://www.biud.com.cn 2013年01月23日11:24 家居装修知识网

　　木器漆用天冬聚脲涂料的性能和应用。引入高性能的聚天门冬氨酸酯树脂改性传统的聚氨酯涂料，提高涂膜的综合性能。研究结果表明：天冬天冬聚脲-聚氨酯涂料具有快干、硬度高、耐化学侵蚀、耐黄变以及低VOC挥发量等特性，并得到了市场的广泛认可，具有很好的商业价值。

　　关键词：木器漆；聚天门冬氨酸酯；快干；硬度；不黄变；耐化学性

　　随着人们的环保意识的增强，尤其是各个国家和地区环保法规对涂料中挥发性有机物（VOC）含量的严格控制，促进了低污染型涂料的发展。目前木器用量最大的聚氨酯（PU）涂料，含有大量对人体有害的挥发性溶剂，施工过程对环境造成污染。同时，传统PU木器涂料干燥速度慢，涂装加工周期长，低温地区的冬季尤为明显。再加上主剂组分中可选用的羟基树脂的局限性，导致涂膜交联密度低，硬度低，抗下陷性差。固化剂组份中使用了大量的TDI型预聚物或加成物，紫外光照下不可避免会造成涂膜的黄变。因此降低VOC含量，加快涂膜干燥速度，提高树脂交联密度，增强涂膜耐黄变性能是木器用涂料的发展方向。

　　聚天门冬氨酸酯树脂为100%固体含量的液体，粘度只有1000-1500cps，完全可用于制备低VOC甚至零VOC环保涂料【3】；树脂中的仲氨基官能团活性远远大于聚氨酯树脂中羟基的反应活性，可大大提高涂膜的干燥速度，同时较高的官能团体积密度有助于提高涂膜的交联密度和硬度，作为底漆具有良好的封闭作用和抗下陷性能；结合新的合成和交联改性技术，可有效控制树脂的组成与结构，以此作为涂料的主体成膜物，可制备出十年不黄变的高档木器用装修涂料。鉴于木器用涂料低廉的市场价格，既便是部分引入聚天门冬氨酸酯制备天冬聚脲-聚氨酯杂合体涂料也能起到立竿见影的效果。基于聚天门冬氨酸酯树脂优异的特性，所制备的集环保、综合性能优异、高性价比等诸多优点的涂料将成为未来木器装修的首选产品。

　　结合木器用涂料的市场价格及性能要求，本文采用珠海飞扬新材料股份有限公司生产的聚天门冬氨酸酯系列树脂和合成脂肪酸树脂为主体成膜物质，研制了快干、硬度高、耐磨损、耐化学侵蚀、耐黄变以及低VOC挥发量的天冬聚脲-聚氨酯涂料，其各项性能指标均优于传统的聚氨酯木器涂料，为木器制品的装修装饰提供了全新的解决方案。

　　1、天冬聚脲-聚氨酯涂料的配制

　　1.1主要原材料

　　天冬聚脲-聚氨酯涂料的组成除聚天门冬氨酸酯树脂和合成脂肪酸树脂以及固化剂外还包括分散剂、流平剂、消泡剂及其他功能助剂。

　　聚天门冬氨酸酯：F420、F520，珠海飞扬新材料股份有限公司生产；

　　改性聚天门冬氨酸酯：D2903、D2945，珠海飞扬新材料股份有限公司生产

　　合成脂肪酸树脂：9970D、3380A，珠海飞扬新材料股份有限公司生产；

　　颜料：金红石型钛白粉R595，进口；金红石型钛白粉R606，国产；

　　填料：1250目滑石粉，3000目滑石粉均采自国产；

　　助剂：分散剂、流平剂、消泡剂、催干剂均采自国产。

　　固化剂：HDI三聚体，德国拜耳公司生产，TDI三聚体或加成物，采自国产。

　　1.2制备工艺

　　A组分：将树脂、粉料、助剂依次加入调漆缸中，高速分散20min，然后用砂磨机研磨分散至细度底漆40µm以下，面漆20µm以下，加入剩下的溶剂以调整粘度和固体含量，过滤包装；

　　B组分：将各原料混合均匀后，过滤包装。

　　结合团队多年的树脂合成技术以及涂料研发经验，我们选择了合适的主体树脂以及与之配伍的助剂和用量。其典型的底涂、面涂配方见表1。

　　表1典型配方

　　物料底漆面漆

　　F42020.00.0

　　F5200.010-20

　　D290310.0-15.00

　　D29451-55-10

　　9970D15.00.0

　　3380A0.030.0

　　分散剂0.50.5

　　防沉剂0.50.5

　　R60613.00.0

　　R5950.025.0

　　1250目滑石粉40.00.0

　　硬脂酸锌3.00.0

　　催干剂0.20.2

　　流平剂0.20.2

　　消泡剂0.20.2

　　天那水7.43.4

　　底漆固化剂面漆固化剂

　　TDI三聚体30.030.0

　　TDI加成物60.00.0

　　HDI三聚体0.028.0

　　聚氨酯级溶剂9.841.7

　　脱水剂0.20.3

　　2、天冬天冬聚脲-聚氨酯涂料的性能

　　2.1测试方法

　　（1）细度：按GB/T 6753.1-86方法测定。

　　（2）干速：按GB/T 1728-1989方法测定。

　　（3）光泽：按GB/T 9754－1988 60°方法测定。

　　（4）附着力：按GB/T 9286－1998。试验的底材为马口铁板，划格间距1 mm，用胶带撕拉。

　　（5）铅笔硬度：按GB/T 6739－1996方法测定。

　　（6）耐醇性：按GB/T 9274-1988方法测定。

　　（7）柔韧性：按GB/T 1731-1993方法测定。

　　（8）冷热循环：按GB/T 4893.7-85方法测定，底漆喷涂两遍，自干24 h后测试，

　　（9）耐紫外线：美国产SF600 PLUS-CT色差仪，试验底材为白色外用瓷砖，喷涂两遍，间隔24 h，最后一遍完工后的涂膜置于暗处自干48 h后测量l0、a0、b0值。再将样板置于室外曝晒，一定时间后测量其l1、a1、b1值，由此计算出Δb、ΔE。

　　2.2结果与讨论

　　性能测试结果见表2.

　　表2天冬天冬聚脲-聚氨酯涂料性能

　　白底漆白面漆木器漆标准 HG/T 3608-1999

　　外观白色白色

　　细度（µm）4015底漆≤80，面漆≤20

　　表干时间（min）10 20< 60

　　完全干燥时间（25℃）h224

　　打磨时间（25℃）40min传统PU涂料在3h以上

　　打磨时间（10-15℃）<1.5h传统PU涂料在6h以上

　　光泽60°30100

　　划格法（级）00≤1

　　铅笔硬度H2H≥H

　　耐醇性（8 h）无变化无变化不起泡、不起皱、不脱落

　　柔韧性（mm）11

　　冷热循环（-30℃到60℃，10个3小时循环）无失光，变色，龟裂，剥落无失光，变色，龟裂，剥落无失光，变色，龟裂，剥落

　　耐紫外（250 h）△b △E0.320.26

　　0.460.34

　　贮存稳定性佳佳

　　由表2可见，以聚天门冬氨酸酯和合成脂肪酸为主体成膜树脂赋予了漆膜良好的物理机械性能，所制备的天冬聚脲-聚氨酯涂料具有快干、硬度高、耐化性、耐水性均很好的特点，各项指标都明显优于溶剂型聚酯聚氨酯木器漆标准（HG/T 3608-1999）的要求。

　　3、天冬聚脲-聚氨酯涂料的施工

　　天冬聚脲-聚氨酯涂料可根据使用环境选择手刷施工或喷涂施工方法涂装，与传统聚氨酯涂料施工相似。一般家庭木器装修以刷涂最为普遍，但喷涂效果更好。由于天冬聚脲-聚氨酯涂料高固低粘，既具有良好的渗透性，又具有优异的填充性，一般可省去封闭底漆和腻子层，涂装简单方便，表观效果优秀。

　　3.1涂装前准备

　　天冬聚脲-聚氨酯涂料对环境容忍度较宽，但需注意环境温湿度的控制，针对不同温湿度环境适当调整涂料配方或选择合适的涂料产品型号。涂装应在木工活结束后进行，保持涂装场所干净，清扫涂装表面的积尘、飞尘，否则会影响涂装效果。喷涂施工前必须将不需喷涂处遮盖严实，尤其是多色彩涂装，以免漆雾污染。

　　3.2涂装工艺流程

　　1、传统涂装工艺流程

　　木材→200#、400#砂子打磨--头道底漆--320#、600#砂子打磨--二道底漆--600#砂子打磨--罩面漆2-3道

　　2、美式涂装流程，天冬聚脲-聚氨酯涂料可根据用户需求，进行开放、半开放的DIY涂装工艺，得到用户满意的涂装效果。

　　3.3涂装注意事项

　　（1）天冬聚脲-聚氨酯涂料对温湿度敏感，最佳施工条件是：环境温度10℃-30℃；相对湿度50%-70%。过高或过低均需调整制漆配方，以避免痱子、起泡、橘皮等弊病。批量生产前最好做试涂装测试，已确定是否达到满意的涂装效果。

　　（2）立面涂装应将施工粘度适当提高，即少加天那水，刷涂时应少蘸涂料，薄涂多次，以免流挂，影响涂层美观度。

　　（3）由于天冬聚脲-聚氨酯涂料两组份混合后即产生化学交联反应，混合涂料应在有效使用期限内使用完毕，混合涂料不能倒回未混合组份中，作业完毕应即刻清洗混料及涂装工具，以免堵塞喷枪。

　　（4）虽然该涂料具有快干特性，但涂膜硬度完全起来尚需要一定时间，底漆涂装40min可进行打磨，但仍需进一步干燥后再进行下一道涂装工序，面漆涂装完毕8h后可包装出货，若进行涂膜破坏性测试应经过24h干燥后实行。

　　4、结束语

　　本文就天冬聚脲-聚氨酯杂合体涂料的研制及其应用进行了全面的介绍，所制备的木器用涂料具有快干、硬度高、耐化学性、耐黄变性、安全环保等性能，优于传统聚氨酯木器涂料，并已得到市场的广泛认可。通过配方调整，还可研制出100%固体份、高硬度、超耐黄变等高性能涂料，以满足更高涂装要求，具有良好的性能拓展空间，其市场前景广阔。

　　----刘石峰、刘小卿、张余英、邬茳、傅兵、肖增钧（珠海飞扬新材料股份有限公司）