超低voc水性聚氨酯涂料优异的抗涂鸦| PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

这些高性能性能是使用高交联聚氨酯涂料的结果，可以从高功能聚酯树脂(PES)或聚丙烯酸酯树脂(PAC)和脂肪族多异氰酸酯中获得。典型的应用包括车库和吊架地板，需要抵抗制动液，Skydrol和轮胎染色。这些性能属性也使得高交联聚氨酯涂料可用作抗涂鸦涂料，即可以用侵略性的清洁剂清洗涂鸦涂料，而不会破坏基材上的原始涂层。1,2到目前为止，这些高交联聚氨酯涂料仅在溶剂型配方中可用。大量的挥发性有机化合物溶剂会导致空气污染和/或难闻的气味。

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水性聚氨酯具有超低挥发性有机化合物，专为混凝土地面涂层应用而设计，最近已开发出性能接近溶剂型聚氨酯的性能这一发展使我们想知道水性聚氨酯涂料是否可以用作混凝土基材的抗涂鸦涂料。此外，这些2组分水性聚氨酯面漆将允许在哑光表面抗涂鸦-这是建筑市场正在寻找的东西。

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本文介绍了水性聚氨酯涂料的发展，结合良好的清洁性在一个环境可接受的系统。

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涂鸦抵抗研究

所测试的清漆配方由树脂加溶剂/水和添加剂组成。为了进行比较，使用了商用树脂(表1中的II和III):溶剂型聚酯A/HDI-Biuret 1和聚酯-水性分散体B/HDI-Trimer 1。聚丙烯酸(PAC)-水性分散体D与新组分a (HDI Trimer 2)交联(表1，配方I)。

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由于I和II的膜性能均未达到溶剂型体系III的标准，因此又进行了一系列的实验来验证这些结果，扩大研究范围。表2列出了测试配方及其特点。对于配方I, II和IV，我们对PU面漆使用“正常”交联比，水性为150%，溶剂型为110%。公式II是公式i的变体。这里使用的交联比是300%，而不是150%。这种改性背后的理论是在不放弃应用性能的情况下增加硬度和耐化学性。配方I和II的应用粘度是通过向清漆中添加额外的水来调整的。在测试前，用干膜厚度为3密耳的滚筒涂覆测试板，并让其固化7天。

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从表2的公式I到IV给出了易于清洗的薄膜，尽管其中两个公式是有光泽的，两个是无光泽的。在ASTM方法D 6578.4中描述了易于清洗。在这种方法中，一系列通常用作涂鸦标记的材料应用于被评估表面的测试板。188金宝搏bet官网涂鸦标记是通过一系列的程序去除的，首先用干布擦拭，最后用强力清洁剂清洁表面。在第一种方法的基础上，涂鸦抗性报告为可清洁性水平，该方法在25次或更少的摩擦中完全去除涂鸦标记。

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我们决定使用表2中公式II的立体化学来探索更多的产品。用四种水性体系和一种标准溶剂型体系制备了配方，以探讨薄膜性能的差异。表3描述了这五个系统。

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这些涂料的光泽可以通过改变两种羟基功能树脂的比例来控制，如图3所示。例如，公式3表示图中最左边的点，而公式2表示右边60°光泽度小于10的样本。

配方1和3制作有光泽的薄膜，并具有预期的良好的抗涂鸦性。配方2具有哑光的表面，但如图4所示，具有令人惊讶的良好抗涂鸦性能。环氧涂鸦漆是用水基柑橘清洁剂去除的，所以不需要更强的溶剂。

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配方4和5具有哑光完成，但具有较差的涂鸦抗性。公式5的可清洗性如图5所示;环氧涂鸦漆即使使用MEK也无法去除，MEK是本次测试中使用的最强溶剂。配方5缺乏光泽是出乎意料的，因为当配方中VOC含量较高时，它会产生光泽。我们认为这是由合并的差异引起的，本文稍后将对此进行讨论。

表面能研究

表面粗糙度研究

通过原子力显微镜(AFM)对五种配方进行了检查，以研究每种材料的表面形貌。正如你从扫描中看到的，公式1和3显示了光滑的表面，这是对光滑薄膜的预期。配方1是从溶剂中交付的，它允许两种成分在应用到表面之前混合。这提高了聚结性，并产生了如图6所示的光滑薄膜。

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配方3给出了一个光滑的和容易清洁的表面，即使它是从水交付。这是因为它是一种高度交联的双组分聚氨酯。它能够很好地结合，因为组分粘度低，反应性足够低，使它们具有流动性，使聚合物硬段在表面排列，提供一个光滑的，可清洁的表面。这个曲面如图7所示。

配方2(来自表3)提供了一种易于清洁的哑光表面涂层。AFM扫描显示表面粗糙(图8)，这是在哑光完成膜预期。粗糙的表面使光线向不同的方向衍射，因此看起来不光滑。AFM扫描显示表面粗糙度比公式1和公式3差。

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在五个样品中，公式4表面粗糙度最高，公式5表面缺陷更明显，粗糙度次之。我们理论上认为，这种表面粗糙度可以使后续的油漆层(涂鸦)很好地附着在表面上，这使得它更难通过清洁去除。配方2具有较小的表面粗糙度，不包含明显的孔隙，为进一步的油漆层提供锚点。这使得配方2更容易清洁。

结果与讨论

从AFM研究中可以得到的最重要的值是粗糙度值。表5给出了各配方的粗糙度值。

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我们认为，表面粗糙度的差异是由每种配方在适当时间内聚合的能力引起的。

图11可以说明水体系中的成膜过程。这表明，随着水的蒸发，材料必须从离散的颗粒变成连续的薄膜。在双组分体系中，一些初始粒子包含这两种组分，一些粒子仅是OH，而另一些仅是多异氰酸酯。粒子的多样性使得合并过程更加复杂。聚结过程是与多异氰酸酯与羟基功能反应的竞争过程。

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配方3的结合非常缓慢，这让它有时间制作一层有光泽的薄膜。配方2也缓慢地结合，但不光滑，因为它有两种聚丙烯酸酯羟基成分的组合，这在某种程度上是不相容的，因此，硬段不像在光滑膜中那样排列。然而，它确实形成了一层没有明显孔隙的薄膜，表面粗糙度也不足以让后续的油漆层粘附在上面。我们相信，这种配方达到了微妙的平衡，既能粗糙到衍射光，又不能粗糙到提供可以作为后续油漆层锚点的孔隙。