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聚氨酯双组分涂料配方设计基本原理

聚氨酯双组分涂料,运用很广。作为双组分聚氨酯漆用的含羟基组分,一般有:

(1)聚酯;
(2)聚醚;
(3)环氧树脂;
(4)蓖麻油或其加工产品(氧化聚合油,甘油醇解物);
(5)含羟基的热塑性高聚物,如含β羟乙基的丙烯酸酯树脂,含羟基的氯醋共聚体、醋酸丁酸纤维素等。
1。聚酯  聚酯是与多异氰酸酯配制涂料最早使用的树脂。将二元酸(常用己二酸,苯酐)与过量的多元醇(三羟甲基丙烷、一缩乙二醇、1,3-丁二醇等)酯化,按不同配比可制得一系列的含羟基聚酯。

     其中聚酯的支化,主要靠三元醇的羟基。为了干燥速度,大多用三羟甲基丙烷,甘油含仲羟基,采用较少。如三元醇用量多,游离羟基多,则与甲组分并和后的漆膜交联密度高,漆膜坚硬而耐化学品性强;如二元醇多,三元醇少,且游离羟基少,则与甲组分并和后的漆膜柔韧、富挠性,可供作皮革、橡胶等涂料。如涂料要求耐热,则二元酸可用对苯二甲酸,要求弹性高则可用壬二酸、癸二酸等,根据原料供应和成品性能而适当调节。近年来为了降低成本,提高对颜料润湿性、流平性、耐水性、光泽性等,也有用含多量羟基的醇酸树脂代替聚酯,醇酸树脂的改性油不宜含双键,以免氧化生成过氧化物,促使氨酯键的降解、泛黄和降低耐候性。


羟基含量%=(过量OH当量数╳ 17)/(投料量-反应水)╳ 100%

按上式计算聚酯树脂(按固体计)的羟基含量:                   
                 
   重量,g       mol      分子量     当量
己二酸     
       146          1.00       146        2.0

三羟甲基丙烷    26.8          0.20      134        0.6

一缩乙二醇       99.7          0.94      106        1.88

合计                272.5 
反应水             36.0           2.0
产品净重          236.5    
过量羟基当量:0.48

羟基含量%=(0.48╳ 17)/(236.5)╳ 100%=3.5%

2。多异氰酸酯组
      国产的多异氰酸酯组分产量最大的是TDI加成物,在全国各油漆厂都有生产,但与国外同类产品最大的差距是过量的TDI含量(即为游离TDI含量)超标。理论配方是3molTDI(6克当量)与1mol三羟甲基丙烷(3克当量),但实际生产配方中,TDI必须要超过3mol(实际是在3.2±0.1mol)才能达到安全生产,但产品的游离TDI大于2%。而国外的产品游离TDI小于0.5%。从生产配方与国外并无差异,国外主要是产品进行了后处理(薄膜蒸发),除去了过量的游离单体,大大的降低了产品的毒性。