影响PU哑光白面漆耐黄性能的因素探讨

目前,涂料市场上存在多种聚氨酯耐黄哑光白面产品[1-3],各种产品的耐黄变程度也不尽相同。文献中对如何做好聚氨酯白面漆的耐黄性能,哪些因素对涂料的黄变起关键作用的报道较少。PU 白面漆所用的所用的主要原料就是树脂和固化剂,根据市场上的原料供应情况,选择了具有代表性的原材料进行加速老化试验,对这两种材料进行逐一对比,探讨影响聚氨酯白面漆的黄变的主要因素,从而为制备耐黄性优异的聚氨酯白面漆提供依据。聚氨酯白面漆黄变[2,4]主要是由于芳香族固化剂的苯环与氨基甲酸酯共轭,发生氧化重排,形成具有发色基团的醌式结构。而紫外线主要是为变色反应提供能量、自由基,其提供的能量足以造成老化降解。真正导致黄变的则是不饱和键,若体系存在不饱和键就存在变色的可能。此外颜料对紫外线的吸收强度也直接影响到涂膜黄变的速度。

1 试验部分
1.1 原材料
选用市场上常用的润湿分散剂(BYK-110) 、消泡剂(BYK-141)、流平剂(Tego 450)、短油度醇酸树脂、钛白粉(美礼联 595)、溶剂、固化剂、消光粉(Grace ED-30)等。
1.2 仪器
40 W×2 紫外灯箱(太山潘龙电器TZB-7548 型:功率:220V,50 Hz,40 W),分光光度剂(爱色丽(亚太)公司SP60 型)。
1.3 涂料的配制

其中,1170D 为油酸改性短油醇酸树脂,3800-70 是蓖麻油改性短油醇酸树脂,3815 是椰子油改性短油醇酸树脂。按表1 配方顺序加入树脂、分散剂、颜料、溶剂、哑光粉等高速分散至细度合格,加入流平剂、消泡剂,搅拌均匀后得到PU 白色面漆甲组分。制版配比:m(甲组分)︰m(乙组分)︰m(稀释剂)=1︰0.5︰适量。
表2 固化剂配方(乙组分)

其中,Bayer 1451 是TDI 三聚体,Sapici OK.DS 是TDI-HDI 混合三聚体,Bayer L-75 是TDI-TMP 加成物,BayerN 3390 是HDI 三聚体。稀释剂配方:XYL︰BAC︰CYC=6︰3︰1。将干燥后的涂料样板置于40 W×2 紫外灯箱中封闭照射1、2、3 h,取出后使用分光光度计进行测量,△E 表示变色程度,为正值,△E>1 时表示颜色较原来有明显差异;△b 表示偏黄或偏蓝程度,正值表示偏黄,负值表示偏蓝,△b 的绝对值越大,表示偏黄(蓝)的程度越高。

2 结果与讨论
2.1 不同类型树脂对耐黄变性能的影响
采用不同类型的树脂按照表1 的三个配分别配制PU 白面漆,采用固化剂一为固化剂,试验不同类型的树脂对耐黄性的影响,结果见表3。
表3 不同类型树脂对耐黄性能的影响

从表3 可以看出,不同类型的树脂对耐黄性能的影响是不同的。其中耐黄性最好的是椰子油改性醇酸树脂,其次是蓖麻油改性醇酸树脂,油酸改性醇酸树脂的耐黄性最差。
2.2 不同类型固化剂对耐黄变性能的影响
采用不同类型的固化剂,按照表2 配制固化剂,采用表1中的配方三作为甲组分,实验不同类型固化剂对耐黄性的影响,结果见表4。
表4 不同类型固化剂对耐黄性能的影响

从表4 结果看到,耐黄性最好的固化剂是配方四。对比配方一和配方二,HDI 三聚体的耐黄性能要明显好于TDI-TMP加成物的耐黄性能。对比配方一和配方三,TDI-HDI 混合三聚体的耐黄性要好于单纯的TDI 三聚体。

3 结论
PU 体系中,从加速老化数据来看,固化剂对PU 白面漆耐黄变性的影响最大,耐黄性能最好的搭配是TDI-HDI 混合三聚体与HDI 三聚体的组合。树脂对白面漆的耐黄变性能也有较大影响。在试验的三种树脂中,耐黄性最好的是椰子油改性醇酸树脂,其次是蓖麻油改性醇酸树脂,油酸改性醇酸树脂的耐黄性最差。

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