近年来,聚氨酯面漆的报道经历向下漂移性能,主要是关于风化。(5)持续的市场力量推动了绘画的成本项目无疑扮演了一个角色。涂层采用了配方变化,降低原材料成本,反过来,导致较之聚氨酯涂料。同时还叫聚氨酯,他们可以在性能不如原标准成立于1970年代。
这个报告的最初反应性能漂移是建立一个风化聚氨酯面漆的性能规范。协会的油漆规范36:双组分抗寒耐热的脂肪族聚氨酯面漆,绩效(6)批准,2006年成立三个性能水平(1、2和3)加速对紫外线a /冷凝(ASTM D 4587周期2)和南佛罗里达州曝光(ASTM D 1014)。这是有利于最终用户/说明符和涂料配方设计师因为这有助于澄清的期望。
然而,有要求超高风化性能在某些领域的工业维护市场,主要是体育设施,而且水箱和桥梁,在涂层系统预计将提供审美情趣和腐蚀保护。(7)说明符/最终用户正在调查替代涂料类型,例如,矽(8)和氟聚合物(9)为了满足风化性能标准远高于中指定的油漆规范36号,尽管这些涂料类型本质上比脂肪族聚氨酯原材料成本上涨的影响。
油漆规范。36号远远不够在定义聚氨酯风化性能的最高水平?聚氨酯面漆有能力风化性能高于中指定的油漆规范。36号吗?
本文比较了一些关键制定变量影响风化作用的脂肪族聚氨酯面漆的性能。变量如聚异氰酸酯指数和树脂选择比较在一个加速风化研究使用标准聚氨酯面漆配方。结果引用36号协会的油漆规范。这通常是用于工业维护和海洋聚氨酯面漆的市场定义性能标准。此外,聚氨酯面漆进行了极端的曝光时间帧来说明这些优质聚氨酯面漆与替代涂料类型,通常用作超高性能标准对风化。
本文地址只有一个方面的选择涂料用于工业维护应用程序——加速风化。作者要注意使用多个标准的重要性在涂料选择过程,例如,自然风化、应用特点和成本,仅举几例。
聚氨酯涂料化学
异氰酸酯的化学组(n = C = O)聚氨酯涂料化学提供了基本依据。高的化学反应活性,加上其与许多不同的化学反应的能力合作伙伴,使异氰酸酯组特别适合涂料市场。异氰酸酯组可以与任何化合物反应活性氢,例如酒精(R-OH)胺(R-NH2)甚至水(H2O)。这三个反应(方案1 - 3所示)感兴趣的原则。有各种各样的羟基和/或amine-containing原材料(通常被称为多元醇或co-reactants)用于包含原材料与异氰酸酯188金宝搏bet官网反应。HO-R-OH + OCN-R”nco - (R-O-C (O) -NH-R”) n -方案1
聚氨酯
H2N-R-NH2 + OCN-R”nco - (R-NH-C (O) -NH-R”) n -方案2
聚脲
R-NCO + H2O (RC (O)哦)R-NH2 +二氧化碳h方案3
双组分聚氨酯涂料,有时被称为中将两个包的涂料、可能是最常见的聚氨酯涂料。双组分描述的过程中,有两种树脂包(通常被称为a和B部分)混合立即应用程序之前。一个包包含一个树脂和活性化学基团(如羟基或胺);另一个包包含聚异氰酸酯树脂的能力与化学反应组。双组分涂料的关键优势是理论上无限的存储稳定加上快速固化反应一旦两种树脂混合。
uv—
聚氨酯涂料通常表现为聚异氰酸酯的类型纳入油漆(即。、芳香族和脂肪族)。关键的区别是,芳香uv—(例如,甲苯二异氰酸酯(TDI)和亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)派生uv—)通常更便宜。脂肪族uv—(如环己烷二异氰酸酯(HDI),异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和H12MDI-derived uv—)有更好的户外风化特征,即。颜色和光泽的,优秀的保留;然而,聚氨酯涂料基于芳香族二异氰酸酯倾向于黄色在阳光下。因为这个关键光稳定性差,芳香uv—通常用于底漆和中间一层涂料。脂肪族uv—主要是用于户外应用当需要保留光泽和颜色的面漆。潜在的健康风险与异氰酸酯产生相当大的讨论。虽然有真正的健康危害暴露于异氰酸酯在涂料应用程序过程中,这些危害现在很好理解。四十年的行业使用带来了记录,安全操作实践和关于健康风险的事实。(10 - 12)和处理任何化学物质或涂料时,良好的卫生习惯和减少暴露在工作时需要异氰酸酯和聚氨酯涂料。工业卫生监测项目尤其有助于验证聚氨酯涂料的安全使用。
Co-Reactants
Co-reactants代表双组分聚氨酯涂料的第二部分。他们必须至少有两个活性氢获得聚合。当co-reactant或聚亚安酯已经超过两个反应性网站,交联,形成热固性聚合物。更大的交联导致越来越多耐化学聚合物。Co-reactants通常表现为中枢化学,聚酯,聚丙烯酸酯(丙烯酸)、聚醚、氟、研究,甚至环氧乙烯基。最常用的是聚酯工业维护和海洋区域,聚丙烯酸和polyaspartic-type聚氨酯面漆。co-reactant的构成中起着重要作用在决定一个聚氨酯涂料的性能。图1说明了如何使用不同的聚丙烯酸酯多元醇产量不同风化结果聚氨酯面漆。(审查的性能属性在不同丙烯酸多元醇见参考13。)一般来说,分子量(MW更高收益率更快发展的物理性质)、羟基含量(高哦内容更好风化和抗化学腐蚀),Tg(高Tg收益率更快物理干燥和困难电影);聚丙烯酸和化学成分的骨干(苯乙烯降低成本和收益较差的耐)所有应用程序中发挥作用和性能的聚氨酯聚氨酯面漆。
比较风化研究结果
各种不同的聚氨酯面漆进行了测试使用协会的油漆规范。36号标准作为比较的基础风化性能。保光性和泛黄程度聚酯聚氨酯面漆和两个不同的聚丙烯酸聚氨酯面漆在QUV曝光报道在表2。这三个表2中的聚氨酯面漆通过三级绩效标准——最高的性能或协会的油漆规范。36。
C·聚硅氧烷= ~ 2300小时;
·聚氨酯= ~ 3800小时;
B·聚硅氧烷= ~ 5100小时;
·聚氨酯over-indexed ~ 6000小时;
= ~ 6200小时·聚硅氧烷;
B·聚氨酯= ~ 6600小时;和
·氟聚合物-聚氨酯交联=大于10000小时。
urethane-crosslinked聚氟优于,到目前为止,所有其他面漆在这个加速老化试验——从来没有越过25%光泽阈值损失。
然而,本研究提出了以下问题。
·暴露时间是适合一个加速老化试验吗?
·什么级别的保光性适合工业维护/海洋市场?
·如何这些面漆比较暴露在自然风化吗?
·36号油漆规范。应该修改为包括更高水平的性能吗?也许一个四级?
结论/投入的角度
聚氨酯面漆的QUV风化性能取决于原材料的选择。188金宝搏bet官网优质丙烯酸聚氨酯面漆配方中使用co-reactants可以显著优于低成本的丙烯酸聚氨酯。配方的变化也可以发挥作用,包括异氰酸酯指数。具体来说,over-indexing异氰酸酯导致相当大的改进在QUV风化本研究聚氨酯面漆的性能。预计这将适用于聚酯聚氨酯,研究面漆。
优质聚氨酯面漆配方的比较与其他涂层类型显示他们比较顺利地在QUV商用矽风化性能。这项研究表明,聚硅氧烷涂料不平等QUV风化性能。两三个聚硅氧烷面漆的出现能够实现10000小时QUV接触没有完全失去光泽;然而,这些不符合δE标准油漆规范。36。
urethane-crosslinked聚氟优于,到目前为止,所有其他面漆在这个加速老化试验——从来没有越过25%光泽损失设定的阈值标准协会的油漆规范。36。δE涂料也是优秀的性能。
本研究的所有的聚氨酯面漆遇到QUV性能最高水平的协会的油漆规范。不。36失光和泛黄。
如何得出结论,哪个性能更好的面漆?这取决于如何定义更好。作者建议谨慎到过分解读一个加速试验方法。轻便外套风化研究关注的只是一个元素的涂料防腐涂层的应用程序选择过程。一个还必须考虑1)涂料的应用特点,例如,可使用时间/ drytime, VOC含量,2)腐蚀性能作为多个涂层系统的一部分,和3)系统作为多个外套的一部分成本。太多的注意力被放在近年来加速风化的结果相对于其他重要的注意事项。
一个还必须牢记加速风化的相关性和自然风化。本研究的涂料也提交南佛罗里达风化和将在未来结果可用。
确认
作者要感谢肯费里的贡献,桑迪Zielinski和乔·克利准备进行风化的许多涂料配方和研究本文中描述。
本文提出了在速度,2008年1月,洛杉矶CA。
报告的评论