聚天门冬氨酸酯涂料的研制与应用

    中国新型涂料网讯： 

    首先把聚天门冬氨酸酯作为活性稀释剂应用到传统的双组分聚氨酯溶剂型涂料配方中。聚天门冬氨酸酯有相对低的黏度以及与羟基聚酯和丙烯酸树脂有较好的混溶性 ， 因此 ， 它是一种优良的高固含量聚氨酯涂料的活性稀释剂 ， 它降低了高溶剂体系的 VOC 值。

表 1 　聚天门冬氨酸酯涂料与聚脲涂料和普通聚氨酯涂料的比较

    聚天门冬氨酸酯作为异氰酸酯的主要反应成分 ， 得到一种低 VOC 或接近于零 VOC 排放的涂料体系。由于聚天门冬氨酸酯独特的分子结构 ， 通过选用不同的种类 ， 可以调节固化速度。选用快速固化涂料可以满足应用者的要求 ； 快速固化体系可以提高施工效率 ， 具备厚膜、低温固化、耐磨、防腐蚀等性能  。

    2 　快速固化防腐蚀涂料体系

    聚天门冬氨酸酯防腐蚀涂料是由聚天门冬氨酸酯和普通脂肪族异氰酸酯 ( 例如 HD I 三聚体 ) 反应而成。它具有硬度高、颜色稳定、耐磨性和耐候性好等特点 ， 适合于钢铁上作防腐蚀面漆。双涂层聚天门冬氨酸酯涂料体系具有良好的防腐性能 ， 其体系由富锌湿固化聚氨酯底漆和聚天门冬氨酸酯面漆组成。单组分富锌湿固化聚氨酯底漆配方见表 2， 其固含量为 70% ， 适用期为 2 h， 表干时间 1 ～ 2 h， 喷涂施工 ， 膜厚 75 ～ 125 μ m； 双组分聚聚天门冬氨酸酯面漆配方见表 3， 其固含量 80% ， 适用期 1 ～ 2 h， 表干时间 1 ～ 2 h， 喷涂施工 ， 膜厚 150 ～ 250 μ m 。双组分聚天门冬氨酸酯面漆性能见表4。

表 2 　单组分湿固化富锌聚氨酯底漆

   该研究采用快速固化双涂层聚天门冬氨酸酯涂料体系。体系的膜厚和防腐性能可达到通常的三涂层重防腐体系的标准  。采用快速重涂施工方法 ， 即底漆直接喷涂在喷砂的钢板上 ， 在底漆施工完 2 h 后 ， 再施工面漆并测试该体系的防腐蚀等性能。同时采用环氧 / 丙烯酸聚氨酯双涂层体系作为对比研究。其整个涂层厚度达到了 150 ～ 200 μ m， 低于聚天门冬氨酸酯双涂层体系可达到的最大厚度 ， 这是因为在采用更高的膜厚时 ， 通常的环氧 / 丙烯酸聚氨酯体系会有气泡产生。而为了对比两种涂料体系的性能 ， 聚天门冬氨酸酯涂料体系的膜厚与环氧 / 丙烯酸聚氨酯体系的保持一致。

表 3 　双组分聚天门冬氨酸酯面漆

 表 4 　聚天门冬氨酸酯面漆性能

    施工时 ， 环氧 / 丙烯酸聚氨酯体系的层间施工间隔时间是根据涂料制造商的规定而定的。例如 : 丙烯酸聚氨酯面漆在底漆施工 24 h 后施工。另外做了在不同环境条件下固化 24 h 的防腐蚀研究 : 4 ℃ /40%RH 、 21 ℃ /50% RH 、 32 ℃ /80% RH， 接着在 21 ℃ /50%RH 下固化 2 个星期。

    对在 21 ℃ /50% RH 下固化的样品进行人工加速老化实验 ， 分别采用 ASTM B - 117 盐雾老化实验和 ASTM D - 5894 循环气候老化实验。采用 ASTMD714 - 87 标准图表指数评估气泡等级 ， 用 1 ～ 10 表示气泡大小 : 10 -没有气泡 ； 8 -密集肉眼可见的最小尺寸。气泡的频率分为 4 级 : D -密集 ；MD -中密 ；M -中等 ； F -少。采用盐雾老化和循环气候老化结果分别见表 5 和表 6 。

表 5 　盐雾老化实验 ( ASTM B - 117)

 表 6 　循环气候老化实验 ( ASTM D - 5894)

    从表 5 、表 6 可以看出 ， 涂膜具有良好的防腐性能。另外还说明在不同条件下固化的样品的防腐蚀试验结果基本一致。

    3 　结　语

   双组分聚天门冬氨酸酯涂料可以替代传统的溶剂型聚氨酯涂料。通过快速固化 ， 提高了施工效率。聚天门冬氨酸酯涂料还可提供比传统聚氨酯面漆更厚的涂膜 ( 可达 375 μ m) ， 这可以减少涂层数 ， 也提高了施工效率。具有耐黄变和良好的耐候性 ， 通常用作防腐面漆。

    加速老化实验显示 ， 聚天门冬氨酸酯涂料具有和环氧富锌 / 丙烯酸聚氨酯涂料体系基本一致的防腐蚀性能。如果增加膜厚 ， 可望达到更好的防腐效果。研究表明 ， 它的防腐性能可与现今通用的三涂层重防腐涂料体系相媲美。另外 ， 涂层重涂间隔时间为 2 h， 提高了工作效率。一般整个施工时间为 4 ～ 6 h， 而环氧富锌 / 丙烯酸聚氨酯涂料体系需 30 ～ 36 h 。