Page 44 - 涂层与防护2019-01

沈剑平，等：双组份水性聚氨酯耐磨抗划伤地坪面漆的研发及应用

络结构的热固性涂膜。 由于氨酯键具有较高的化学键
能，并且氨酯基团之间形成的氢键结构可以进一步提 2 实验内容和结果分析
高网络结构的稳定性，使得双组份水性聚氨酯涂层的
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耐磨性、抗划伤性、硬度和柔韧性得以兼备 。 针对市 在地坪涂料配方里有诸多因素会对 “超耐磨”性
场所需，本研究以优化双组份水性聚氨酯地坪面漆的 能产生影响，比如：化学成分，聚合物链段结构、分子
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“超耐磨”特性为研发目标，在实验评估方法设定、配 链排布方向、表面能、表面性状等等 。 为优化配方，本
方原材料优选等方面开展了一系列工作。 研究分别对羟基丙烯酸分散体、 聚异氰酸酯固化剂、
蜡助剂、耐磨填料等双组份水性聚氨酯涂料主要的构
1 实验评估方法的建立 成成分进行试验评估。
对一系列羟基丙烯酸分散体和亲水改性的聚异
从地坪涂料的实际要求出发，本研究对漆膜的铅 氰酸酯固化剂的评估是基于典型的双组份水性聚氨
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笔硬度、耐磨性和抗划伤性 3 个性能进行测试来综合 酯色漆地坪配方来开展的 。 颜料体积浓度（PVC）设
评判地坪涂料的“超耐磨”性能。 定为（6.5±0.5）%， NCO/OH 的摩尔比设定为 1.7∶1，过
本研究相关测试项目所采用的试验基材符合 GB/ 量的聚异氰酸酯固化剂是为了补偿 NCO 和水的副反
T 9271 的规定 。 铅笔 硬 度测 试依 据 国标 GB/T 6739 应而产生的损失。
《色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度》；耐磨性测试依据
2.1 羟基丙烯酸分散体的筛选
国标 GB/T 1768 《色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡
胶砂轮法》，并选定 CS10 砂轮，1 000 g 加载及 500 循 制备双组份水性聚氨酯涂料可供选择的羟基丙烯
环作为本次实验的条件。 抗划伤性测试本研究参考了 酸分散体， 根据不同的合成路径可分为初级分散体和
GB/T 22374—2018《地坪涂装材料》中相关规定，并结 次级分散体。 两者相比，初级分散体往往具有较大的相
合科思创公司内部标准测试方法（Hammer test）进行 对分子质量，产品供应形式中不含共溶剂，更容易实现

测试，具体操作方法是：在标准 涂料 测 试板 上，加 载 消光，是建筑涂料中的常用品种。 次级分散体一般为中
900 g 的测试锤， 以 0000 号标准钢丝绒作为摩擦介 等相对分子质量，并且共溶剂含量大概在 1.5％ ~ 10％
质，来后 10 次循环测试后，测定漆膜表面光泽并计算 的范围，优选的次级分散体搭配固化剂使用，有机会得
光泽保留率，当保留率越接近 100%时，说明抗划伤性 到一些性能极为优异的漆膜。 本研究选择了 8 种不同
越好。 光泽保留率（60°）= （测试后光泽/测试前光泽）× 羟基含量的羟基丙烯酸分散体进行评估， 包括了初级
100% 分散体和次级分散体，具体参数见表 1。
表 1 本研究评估的一系列羟基丙烯酸分散体
丙烯酸分散体编号
主要参数
A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 A-8
合成路径 初级分散体 次级分散体
不挥发份/% 42 41 40 45 45 50 44.5 41
OH 含量（对固体份）/% 4 4.8 2.5 3.9 3.9 3.8 3.9 5
表 2 一系列羟基丙烯酸分散体的 3 项性能评估结果
丙烯酸分散体编号
主要评估性能
A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 A-8
铅笔硬度 2H 2H 2H 3H 2H F 2H 3H
耐磨性/mg 26.2 23.2 36.7 29.9 29.9 25.9 30.3 20.5
抗划伤性（60°光泽保留率）/% 99.42 105.78 99.50 100.11 100.00 99.46 99.45 99.11
注：上述评估中统一使用亲水改性聚异氰酸酯固化剂 C-1。

实验考察了不同羟基分散体在色漆中所呈现出 来的铅笔硬度、 耐磨性和抗划伤性， 具体结果如表 2

28 涂层技术 COATING TECHNOLOGY