聚氨酯合成材料、工艺及性能测试 microsoft word 文档

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1、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 20m 以下,然后加入 催化剂, 并用 混合稀释剂调 整黏度至 100120 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

2、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:1 的 配比进行施工。 可常温干燥,也 可 80 强制干 燥 1.52 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：1003）干燥时 间 表干 /min：10 实干/h(80 )：1.54）柔韧性/ 级：1 5）耐冲击 /cm ：503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

3、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（

4、25 C）： 表干 30min 实 干24h 烘干（65- 70C） 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： 50kgcm 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4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

5、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

6、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 30004000rpm 搅拌下复合 34h,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

7、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 （100C 下 烘 30h）： 漆膜无鼓 泡、起皱 开裂、变 色6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

8、 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15m; 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 5060s(ISO26# 杯)

9、,过滤出料。 所制得的漆 料组分与固化 剂组分按 41 的比例(重量比) 配制成聚氨酯 面漆,制板按 GB/T17272199 2 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

10、,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71）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

11、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、N30 50） ，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

12、） 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 3040 ，30 min 内 滴完后，升温 至 7080 ， 回流反应 23 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，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8（1）将

13、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%。即得乙组分。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）：

14、 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100120，在真 空条件下脱水 11.5 h，降温至70，加入计量 好的 IPDI、催化 剂，再缓慢升温 至 110120， 保温 5 h 后，加 入反应终止剂， 用化 学分析方法测

15、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 cm200 cm200 cm 的玻 璃模具中，室温 下放置 5 h 后， 揭下涂膜并移入1)颜色及外 观： 无色、 透明 2）干性 表干 （25） /min ：20 烘干 （755）/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（kNm -1）

16、：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： 6610以脂肪族 PTMG、P CLD 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， 以及更优烘箱，在 （755）下放 置 10 h 后即可制 得透明聚氨酯弹 性涂层。11）耐热 性（160， 5 h 后保持 率）/% 强度：95 伸长率： 86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。