聚氨酯合成材料、工艺及性能测试 Microsoft Word 文档.doc

名称
原料
合成工艺
材料
性能
参考
文献
备注
高耐候聚氨酯橘纹漆
丙烯酸树脂A760(羟基含量：1.8%；固体分：60%)、HDI三聚体3390(NCO%19.6%,固体分：90%),拜耳；紫外光吸收剂1130、292,汽巴；橘纹助剂,国产；醋酸丁酯、醋酸乙酯、二甲苯、甲苯,工业级,国产；催化剂,二月桂酸二丁基
锡；触变剂,进口。
A组分即羟基组分配方：将丙烯酸树脂、颜料、润湿分散剂混合研磨至细度为20μm以下,然后加入催化剂, 并用混合稀释剂调整黏度至100～120 s(25℃,涂-4
杯),最后加入触变剂、橘纹助剂,作为A组分。B组分即固化剂配方：将醋酸丁酯在搅拌状态下逐渐加入到3390固化剂中,搅拌均匀即可。A、B组分按照４:1的配比进行施工。可常温干燥,也可80 ℃强制干燥1.5～2 h。

1）颜色与外观：
符合样板颜色及色差范围花纹清晰呈桔型纹
2）黏度(涂-4杯，25 ℃)/s：100
3）干燥时间
表干/min：10
实干/h(80 ℃)：1.5
4）柔韧性/级：1
5）耐冲击/cm ：50
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橘纹的形成机理：贝纳尔德效应和表面张力作用是促使橘纹形成的两大主要因素。贝纳尔德窝形成主要是由于涂膜表面溶剂挥发的不平衡,使涂膜产生固体含量和温度的不均一分布,因而引起表面张力差和密度差驱动的流动,使涂膜表面形成许多小的旋涡,并逐渐扩展,随着溶剂的蒸发,进一步转变成橘皮状花纹。另
外,表面张力作用在橘纹形成的整个过程中起着非常重要的作用,加入橘纹助剂以促进橘纹的形成,充分利用了表面张力效应。

丙烯酸聚氨酯涂料
甲组分：聚氨基甲酸酯类粘合剂N75，德国进口；醋酸丁酯，工业品，无水；乙组分：羟基丙烯酸树脂，自制，55%；锡催化剂，工业品；流平剂，进口品；消泡剂，进口品；混合溶剂，工业品，无水。

将甲、乙组分按甲:乙=1:2的比例混合均匀，
制成汽车修补罩光漆。
1）漆膜性能：平整光亮；
2）干燥时间（25°C）：
表干≤30min实干≤24h
烘干（65-70°C）≤50min
3）硬度
摆杆硬度计≥0.6
铅笔硬度计≥2H
4）柔韧性：1mm
5）附着力：1级
6）耐水性（72h）:漆膜无变化
7）光泽≥95%
8）冲击强度：50kg·cm
9）耐汽油性（5h）：漆膜不发粘，不起泡
10）耐盐水（NaCl 5%）72h:无变化
11)耐光性（30W紫外灯管）24h：无变化
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丙烯酸聚氨醋涂料是由羟基丙烯酸树脂和HDI缩二脉多异氰酸醋配制的，综合性能最好，和醇酸漆、丙烯酸漆、硝基漆、氨基漆及其它类型的聚氨醋漆相比，具有如下突出特点:
1.外观优雅，透明度好;
2.可室温固化，节省能源，漆膜表干快，有利
于流水作业生产;
3.具有优异的光泽和鲜映性，耐候性佳;
4.施工固体分高，漆膜厚，减少施工次数;
5.挥发溶剂少，环境污染小;
6.漆膜的物理机械性能和耐腐蚀性能优异

水性紫外光固化纳米透明隔热涂料
隔热纳米粉体:自制;硅烷偶联剂KH560,工业品,2%的
95%乙醇溶液;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),工业品;聚酯多
元醇,无锡市新鑫聚氨酯有限公司;二羟甲基丙酸(DMPA),
工业品;丙烯酸羟丙酯(HPA),工业品;分散剂、消泡剂、流平剂等水性涂料助剂,工业品。

1) 改性隔热纳米浆料的制备
2) 聚氨酯丙烯酸酯预聚物的合成
3)水性UV透明隔热涂料的制备:按配方在所制备的水性UV预聚物中添加预制的不同粉体含量(3%、5%、7%、9%)的改性隔热纳米浆在3000~4000rpm搅拌下复合3~4h,脱除溶剂,再加入光引发剂Daro-
cur 1173、稀释剂、消泡剂和流平剂等搅拌均匀,静置消泡即得水性UV透明隔热涂料,涂料中隔热粉体的含量分别为1.8%、3.0%、4.2%和5.4%,分别记为1#、2#、3#和4#涂料样品。

1）漆膜颜色及外观：蔚蓝透明，平整光滑；
2）固含量：35%
3）铅笔硬度：1H
4)附着力：1级
5)磨耗量：1.0mg
6)冲击强度：50cm
7)柔韧性：1mm
8)耐水性（浸水试验48h）：无明显变化
9)耐热性（100°C下烘30h）：漆膜无鼓泡、起皱开裂、变色
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水性紫外光(UV)固化涂料技术因其符合环保、节能、清洁生产理念而日益为人们所关注。其优点主要有:不需借助活性稀释剂来调节黏度,可解决挥发性溶剂及毒性、刺激性的问题;可降低固化膜的收缩率,提高固化膜对底材的附着性;易于得到光固化前的无粘性干膜;可得到薄膜型固化膜;可用水或增稠剂方便地控制流变性,便于喷涂;设备、容器等易于清洗;降低了涂料的易燃性。
青藏铁路机车车辆用聚氨酯涂料
聚酯树脂,阿克苏诺贝尔公司;分散剂,毕克化
学公司;金红石型钛白粉,杜邦公司;超细陶瓷粉,工业品;流平剂,毕克化学公司;氟添加剂,杜邦公司;
紫外光吸收剂,汽巴公司;光稳定剂,汽巴公司;固化剂N3390,拜耳公司;脱水剂,拜耳公司;混合溶剂,自配。

按配方量称取聚酯树脂、分散剂和混合溶剂,分散均匀,加入颜填料,研磨至细度≤15μm;在制成的漆料中加入其它剩余助剂和适量的混合溶剂,调整
粘度50~60s(ISO26#杯),过滤出料。所制得的漆
料组分与固化剂组分按4∶1的比例(重量比)配制成聚氨酯面漆,制板按GB/T172721992的要求喷涂
于试板上,按铁标TB/T239322001面漆供货技术条件检测常规性能和耐候性能,按国标GB/T1768279
和GB/T9154288检测耐磨性和耐温变性能。

1)表干时间/h(≤4):1
2)实干时间/h(≤24):24
3)弯曲性能/mm(≤2):1
4)杯突试验/mm(≥4.0):8
5)划格试验/级(≤1):0
6)耐冲击性/cm(≥50): 50
7)耐候性/h(≤2级) 1000 2000
8)*耐磨性/g(1kg,500圈)(≤0.05) :0.035
9)*耐温变性/周期(≥20):通过
*所标处为非铁标规定的检测项目
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1）而TDI和MDI属芳香族异氰酸酯,异氰酸酯基团直接连在苯环结构上,在紫外光和氧的作用下,苯环被打开,异氰酸酯基团直接与苯核形成对苯醌型结构,该结构含有黄色的发色基团,以此种原料为固化剂的聚氨酯涂料容易黄变2）通过选用某特殊聚酯树脂、脂肪族的HDI三聚体固化剂和某抗紫外线助剂,使聚氨酯涂料的耐候性达到2000h以上。
3)当在聚氨酯涂料中添加0.5%的氟添加剂和8%的超细陶瓷粉,可将涂膜的磨耗量降低0.035g以下(500转/kg)。
石油沥青聚氨酯防水涂料
甲苯二异氰酸酯（TDI），工业级，日本聚氨酯工业公司；3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷（MOCA），工业级，苏州前进化工厂；聚醚多元醇（N220、N3050），化学级，天津市化学试剂有限公司；脱泡剂（BYK-A555），工业级，德国 BYK 公司；辛酸亚锡，工业级，沧州威达精细化工有限公司；环烷酸盐，工业级，湖南湘江涂料集团公司；轻质碳酸钙，工业级，湖南临澧石膏矿业公司；石油沥青，100#，工业级，辽宁盘锦沥青厂

1）甲组分（聚氨酯预聚体）的制备：
将经脱水处理的聚醚多元醇按配方量于三口烧瓶中搅拌混合均匀，按比例滴加 TDI，滴加过程中保持反应温度 30～40
℃，30 min 内滴完后，升温至 70～80 ℃，回流反应 2～3 h 后，用酸碱滴定法测定预聚体游离 NCO 基的含量，合格后，降温至
室温，出料，即得预聚体甲组分。
2）乙组分的制备
将经过脱水处理的沥青、增塑剂、辅助溶剂、MOCA、轻钙、
纳米粉体及其它助剂按配比及顺序加入到三口烧瓶中，室温下搅拌，充分分散均匀，即得乙组分。

1） 耐水性
2） 耐化学试剂性
3） 耐候性
4） 吸水率
5） 抗拉强度
6） 断裂伸长率
7） 光泽度
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（1）将纳米 TiO2、ZnO、SiO2分别加入到石油沥青聚氨酯防水涂料中，可显著改善涂膜的耐候性能，提高涂膜的硬度、抗张强度，增加涂膜的断裂伸长率，并使涂膜的耐酸性增强。（2）对涂膜耐候性改善顺序由大到小依次为纳米 TiO
2、纳米 ZnO、纳米 SiO2，而对涂膜硬度、抗张强度、断裂伸长率提高效果的顺序由大到小依次为纳米 SiO
2、纳米 ZnO、纳米
TiO2。（3）在本研究体系中，纳米粒子较佳的用量为总物料质量的3%～5%。
透明聚氨酯弹性涂层
聚碳酸酯二元醇（PCDL）：美国 ；聚四氢呋喃二元醇（PTMG）：日本 ；交联剂（HTM）：自制三元醇；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI，37.8%）：德国拜耳；丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯 ：工业级 ；催化剂 ：辛酸亚锡 ；反应终止剂 ：自制 ；固化剂（Desmodur
Z4470）：德国拜耳。
1）透明聚氨酯弹性树脂的制备：
将计量好的PTMG、PCDL、HTM和醋酸丁酯等置于装有温度计、搅拌器、回流冷凝器的反应釜中。开动搅拌升温至100~120℃，在真空条件下脱水1~1.5 h，降温至70℃，加入计量好的IPDI、催化剂，再缓慢升温至110~120℃，保温5 h后，加入反应终止剂，用化
学分析方法测量树脂的羟值，当羟值达到理论计算
值时，即可降温出料。2）透明聚氨酯弹性涂层的制备：将透明聚氨酯弹性树脂与Z4470固化剂按-NCO/-OH=1.2混合均匀，并在室温下放置30 min，然后浇入规格为0.5 cm×200 cm×200 cm的玻璃模具中，室温下放置5 h后，揭下涂膜并移入烘箱，在（75±5）℃下放置10 h后即可制得透明聚氨酯弹性涂层。
1)颜色及外观： 无色、透明
2）干性
表干（25℃）/min ：20
烘干（75±5）℃ /min ：10
3）耐磨性（500g，1 000 r）/mg ：0.03
4）断裂伸长率/% ：275
5）拉伸强度/MPa ：18.98
6）撕裂强度（kN·m
-1）：89.8
7）硬度（邵氏A）：98
8）雾度/% ：2.1
9）透光率/% ：97
10）人工老化（1 500 h后保持率）/%
透光率：95
强度：96
伸长率：66
11）耐热性（160℃，5 h后保持率）/%
强度：95
伸长率：86
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以脂肪族PTMG、PCLD和IPDI二异氰酸酯为主要原料，并引入交联剂HTM，有效控制了体系的结晶，降低了相分离程度，制得性能优异的透明聚氨酯弹性树脂。该树脂与Desmodur Z4470固化剂配用时，
所得的弹性涂层除具有普通聚氨酯弹性涂层的耐磨性、力学性能和耐低温性等通性外，还具有比同类产品更好的耐热性、装饰性和耐候性，以及更优异的光学透明性和环境友好等特性，提升了弹性聚氨酯的品质。