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杨宁，等：一种水性聚氨酯地坪涂料的制备及性能影响因素探讨

表 2 不同水性聚合物制备的漆膜性能比较
水性聚合物
项目
丙烯酸乳液 丙烯酸型分散体 聚氨酯型分散体
清漆外观 乳白泛蓝光半透明 乳白色，无机械杂质 乳白半透明
漆膜外观 平整光滑 平整光滑 平整光滑
表干时间/min 25 40 45
实干时间/h 5 8 6
硬度 2H H 2H
60°光泽，% 89 82 84
耐水性（128 h） 不起泡、不变白 起泡、变白 不起泡、变白
耐 120# 溶剂油 通过 通过 通过

适的 n（-NCO）/n（-OH）比例，才能满足漆膜的各种性 由于水参与反应， 多异氰酸酯不足以与羟基完全反
能要求。 在双组份水性聚氨酯体系中，发生的反应主 应，最终漆膜反应不完全，交联密度较小，封闭性能较
要是异氰酸酯与羟基和水之间的竞争反应。 通过试验 低，从而影响漆膜的硬度、抗化学性、抗水性。 因此需
发现，在双组份水性聚氨酯涂料成膜过程中，漆膜中 要加入过量的异氰酸酯， 冲抵水份消耗的固化剂中
的水会和-NCO 反应，形成不稳定的氨基甲酸酯后，立 的-NCO， 保证漆膜中的羟基组份与固化剂进行完全
即分解释放出二氧化碳和胺，所得的胺与另一个多异 的交联固化。
氰酸酯反应生成聚脲，并且水性羟基丙烯酸乳液中含 本研究分别对 n（-NCO）/n（-OH）的配比为：0.8、
有的羧基基团也会与-NCO 反应， 最后生成二氧化碳 1.0、1.2、1.4、1.6 时漆膜的性能进行了对比测试， 测试
从漆膜中逸出，或存留在漆膜中形成漆病，如痱子泡、 结果如表 3 所示。
针孔等。 因此实际应用中若 n（-NCO）/n（-OH）=1 时， 由表 3 可知，随着 n（-NCO）/n（-OH）比例的增加，

表 3 不同 n（-NCO）/n（-OH）下漆膜的性能
n（-NCO） /n（-OH）
性能
0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
铅笔硬度 HB HB H 2H 3H
附着力（划格法）/级 2 2 1 1 2
柔韧性/ mm 1 1 1 1 2
耐水性/ h 48 90 168 168 168
耐 10%H 2SO 4 ，48 h 24 h 起泡 24 h 起泡 48 h 起泡 48 h 漆膜完好 48 h 漆膜完好
耐 20%NaOH,72 h 48 h 起泡 48 h 起泡 60 h 漆膜完好 72 h 漆膜完好 72 h 漆膜完好
漆膜的最终硬度也相应增加， 而漆膜的附着力却是先 0.8、0.9、1.0、1.2，制备漆膜，并养护 7 d 后，测试漆膜
提高后又降低。 这是因为 n（-NCO）/n（-OH）比例小时， 性能，漆膜的性能如图 1、表 4 所示。

漆膜的羟基组分不能反应完全，漆膜交联密度较低，影 由图 1 和表 4 可以看出， 随着涂料颜基比的增
响漆膜对底材的附着；而 n（-NCO）/n（-OH）比例过大 大，漆膜的耐化学品性能逐渐降低，且漆膜的韧性和
时， 漆膜中过量的-NCO 和水反应生成较多的聚脲，漆 光泽均有所下降。 这是因为漆膜的颜基比较大时，涂
膜变脆，内应力增加，柔韧性降低，影响漆膜对底材的 料成膜后，树脂组分不能完全包裹颜填料粒子，不能
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附着 ；通过试验对比，当 n（-NCO）/n（-OH）=1.4 时，漆 有效地隔绝外界环境的侵蚀， 从而造成漆膜性能下
膜硬度较高且具有良好的耐化学品性能。 降。 经过对比，最终配方的颜基比为 0.9。

2.3 颜基比对漆膜性能的影响 2.4 环境相对湿度对漆膜性能的影响

制备涂料配方时，控制涂料的颜基比分别为 0.6、 施工条件和固化条件也是决定水性双组份聚氨

46 涂层技术 COATING TECHNOLOGY