Page 178 - 2025水性涂料虚拟专辑

熊泉波等：环保型材用水性双组分聚氨酯涂层研究

耐乙醇擦拭：采用耐醇擦拭仪器，浸有 99% 纯度
乙醇的医用纱布，负载 500 g 砝码，来回擦拭 50 次，观 2 结果与讨论
察擦拭后涂层的光泽和颜色变化。 2. 1
高温高湿测试：将养护好的样板的边缘及背面 涂层对不同型材的附着力
采用透明胶带包封，放入 85 ℃、85% 湿度的恒温恒湿 玻纤增强聚氨酯型材的主要原材料是玻纤，质
箱中，样板数量 3 块，每周观察一次测试样板并记录 量占比约 80%，聚氨酯树脂占比 20%。型材厂家用的
结果，测试时间2 000 h。 玻纤、聚氨酯原料不同，型材表面性状不同。开发对
耐候性（氙灯）：按照 ISO 4892. 2：2016 氙弧灯老 各企业型材都有附着力的涂层方案尤为必要。表 2
化部分进行测试。 是2KPU涂层在不同厂家型材上的附着力测试结果。
表2 双组分聚氨酯涂层在各型材上的附着力
Table 2 Adhesion of two-component polyurethane coating on different substrate

项目 BPU1 BPU2 BPU3
膜厚/μm 30~35 70~80 30~35 70~80 30~35 70~80

涂层烘烤工艺 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃× 80 ℃×
45 min 120 min 45 min 120 min 45 min 120 min 45 min 120 min 45 min 120 min 45 min 120 min
附着力/级 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

浸泡后附着
力/级 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

注：A组分树脂m（2702）∶m（2042）=1.5∶1，B组分m（269）∶m（280）=1∶3，n（—NCO）∶n（—OH）=1.5∶1。
从表 2 可以看出，该水性双组分聚氨酯涂层在上 体系中的分散程度不同。目前，市面上可用于水性
述厂家的聚氨酯型材上都有非常优异的附着力，且 双组分聚氨酯体系的固化剂有两大类，第一类是亲
在 90 ℃水浸泡 7 d 后的附着力保持良好，0 级。同时 水改性的HDI三聚体固化剂，其中又分为盐类亲水改
测试了“高膜厚、过烘烤”的极端条件下的涂层附着 性和醚类亲水改性；第二类为疏水低黏度HDI三聚体
力，结果显示，在极端条件下，涂层在各个企业的型 固化剂。亲水改性类固化剂可以在水中自乳化，易
材上的附着力没有下降。 于在水中分散成非常微小的颗粒，与水相的接触面
2. 2 活化期的影响因素探讨 非常大。疏水固化剂在水中不能乳化，在水相中呈

玻纤增强聚氨酯型材的喷涂工艺为：型材喷砂 珠子状态，与水的接触面小，与水反应的—NCO 比例
处理—吹灰—喷涂—烘烤—室温冷却—堆叠，喷涂 小，其更倾向与A组分中的树脂发生缔合接触进而发
施工的环境温度通常在 35 ℃以上。因此双组分聚氨 生反应，因而总体反应速率比亲水性固化剂低，活化
酯涂料活化期对喷涂施工影响非常大，活化期越长， 期相对较长 。
[3]
涂料的适用期就越长，喷涂过程中涂层缺陷概率就 实验采用混拼羟丙分散体[m（2702）∶m（2042）=
越低。影响活化期的因素很多，有环境温度、固化剂 1. 5∶1]为 A 组分，考察了 3 种不同类型的异氰酸酯固
类型、体系pH、增稠剂、乳化剂等。 化剂（聚醚改性固化剂 Aquolin161、磺酸盐改性
2. 2. 1 固化剂对活化期的影响 Aquolin 269和疏水固化剂 Aquolin280）以及混拼固化
与溶剂型双组分聚氨酯相比，水性双组分聚氨 剂[m（269）∶m（280）=1∶3]对活化期的影响，固化剂
酯体系中的固化剂对活化期的影响更大。A、B 组分 Aquolin268 其磺酸盐改性部分较多，耐水较差，不在
混合后，B 组分的—NCO 基团与 A 组分中的树脂分子 本小节探讨。图 1 是 A、B 组分混合后施工黏度随时

链上的羟基、水分子开始反应。混合后，B 组分在 A 间的变化情况，图2是涂层光泽随时间的变化情况。
组分中被分散成微小的颗粒，颗粒粒径越小，接触面 从图 1 可以看出 ，磺酸盐亲水改性的固化剂
就越大，—NCO 和树脂及水分子反应的越快，活化期 Aquolin269 和 A 组分混合 4 h 后，其涂-4 杯黏度增加
#
就越短。相同的分散工艺，不同类型固化剂在A组分 的最多，因此其活化期最短，聚醚亲水改性的固化剂

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