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马晓阳，等：快干高固低黏双组份聚氨酯清漆的制备与表征

量更低。 与水性涂料等环保型涂料相比，高固含涂料 理过程和化学过程同时发生的。 物理过程主要指溶剂
的使用对施工环境的要求并不苛刻，对施工设备的要 的挥发， 化学过程指树脂和固化剂之间的交联反应。
求也与传统的溶剂型涂料无异。 尤其在对外观要求很 通常要求清漆的快速干燥，是希望清漆迅速干燥至具
高的汽车修补罩光、工程机械面漆涂装等领域，高固 有一定的硬度，能够满足抛光的需要。 一般说来，在清
含涂料是备受欢迎的品种之一。 漆喷涂后，溶剂的挥发是十分迅速的，在通常状态下，
[3]
影响高固含涂料广泛推广的主要问题是其干燥 0.5 h 内溶剂已挥发超过 90% 。 抛开溶剂的影响，清
速度较慢，一般需要烘烤才能完成干燥过程。 为了实 漆的干燥速度主要取决于两个方面，即涂层初始状态
现涂料的高固低黏，目前的主要方案是降低成膜物质 硬度的高低及树脂和固化剂的反应速度 [4-6] 。 据此可以
的相对分子质量，也因此造成涂层的干燥速度受到极 将涂层分为 4 种类型：（a）初始硬度低，固化反应速度
大影响 [1-2] 。 本研究探索了一种利用超快干羟基丙烯酸 慢的涂层；（b）初始硬度低，固化反应速度快的涂层；
树脂和高固低黏聚酯树脂共混技术制备快干高固低 （c）初始硬度高，固化反应速度慢的涂层；（d）初始硬
黏双组份清漆的方案， 对共混体系的 VOC 含量及清 度高，固化反应速度快的涂层（图 1）。
漆的干燥速度、硬度、光泽、外观等指标进行了表征， 为获得干燥速度更快的涂料体系，应当期望涂层
以期为行业提供一种高固低黏快干双组份清漆的解 具有较高的初始硬度，同时应加快树脂和固化剂的交
决方案。 联速度。 涂层的较高的初始硬度，主要通过选用具有
较高玻璃化转变温度（T g ）的树脂或分子链更刚硬的固
[7]
1 双组份丙烯酸聚氨酯清漆干燥速度 化剂（如 IPDI 三聚体）来实现 。 树脂和固化剂的交联
的理论分析 速度，则与树脂的反应活性或催化剂的使用有关。 市
面上的超快干涂料体系，大多遵循这一原理。
对于高固低黏清漆， 为了实现其较低的 VOC 含
众所周知， 双组份丙烯酸聚氨酯清漆的干燥是物

图 1 双组份聚氨酯涂料干燥过程中的初始硬度及硬度发展趋势

量，一般要大幅降低成膜物质的相对分子质量。 然而， 其提高涂层的初始硬度， 并能够与固化剂快速反应。
大分子的相对分子质量与其玻璃化温度在一定范围 同时利用高固低黏聚酯树脂的黏度低、VOC 含量低的
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内呈现正相关的关系 ，即树脂的相对分子质量越小， 特点，结合两者的优势，来制备快干高固低黏的清漆。
玻璃化温度也越低。 这导致涂层初始状态的硬度起点
低，因此涂层的干燥速度十分缓慢。 本研究中，采用了 2 实验部分
超快干羟基丙烯酸树脂和高固低黏聚酯树脂共混的
2.1 原材料
方案。 超快干羟基丙烯酸树脂一般具有较高的玻璃化
温度、较大的相对分子质量和较高的反应活性，利用 超快干羟基丙烯酸树脂 A（固含 60%，羟基含量

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涂层技术 COATING TECHNOLOGY