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1、汽車修補(bǔ)漆是隨著汽車而出現(xiàn)的,最初使用天然樹脂漆,1925年開始使用了硝基漆,以后出現(xiàn)了刷涂的醇酸樹脂漆;1940年開始使用可噴涂的醇酸樹脂漆,1950年逐步用中油度的醇酸樹脂代替短油醇酸樹脂和硝基漆。70年代,溶劑型雙組分聚氨酯涂料進(jìn)入汽車修補(bǔ)漆市場(chǎng),并逐步成為汽車修補(bǔ)漆市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。90年代,開發(fā)了高固體含量的雙組分聚氨酯汽車修補(bǔ)漆,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶劑型醇酸樹脂漆、硝基漆以及熱塑性丙烯酸樹脂漆。據(jù)報(bào)道,1994年僅西歐就售出了13.8萬(wàn)噸雙組分聚氨酯汽車修補(bǔ)漆。目前在西歐,溶劑型雙組分聚氨酯涂料占據(jù)了85%的市場(chǎng)份額[1]。
2、 汽車原車漆要求漆膜有較好的光澤、快干、良好的耐水性、耐溶劑性和耐老化性。汽車修補(bǔ)漆除了要達(dá)到這些性能以外,還必須能夠低溫固化,而雙組分聚氨酯涂料正好能滿足這些要求。由丙烯酸酯多元醇和多異氰酸酯組成的雙組分聚氨酯涂料,能室溫或低溫烘烤固化,可用在汽車的金屬、塑料、木材以及其它底材上。這類涂料由于使用了較多的揮發(fā)性有機(jī)化合物(ＶＯＣ)作為溶劑,因此對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害?！ ‰S著各國(guó)限制揮發(fā)性有機(jī)化合物標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),對(duì)傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料提出了挑戰(zhàn)。最近幾年來(lái),又開發(fā)了水性雙組分聚氨酯涂料,并獲得成功,其主要是采用了水分散的多元醇
3、組分,通過(guò)在該多元醇組分中引入羧酸基團(tuán),將其用胺中和后分散在水中;而作為固化劑的多異氰酸酯組分可采用低至中粘度的傳統(tǒng)固化劑或使用親水改性的多異氰酸酯。本文綜述了可用于汽車修補(bǔ)漆的水性雙組分聚氨酯涂料的各種組成、機(jī)理及其性能?！ ∷噪p組分聚氨酯涂料的反應(yīng)原理如下: 1含羥基組分 在水性雙組分聚氨酯涂料中,可使用的含羥基多元醇有聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚氨酯水分散體等。聚丙烯酸酯具有最好的保光保色性,漆膜耐候性、耐水性好、硬度高、干燥快、耐溶劑、機(jī)械性能好,因而不論是在溶劑型還是在水性涂料中都得到了大量的應(yīng)用。聚酯漆膜耐熱性好
4、、不泛黃、耐溶劑、耐候性好,但耐水性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性差,在水性涂料中應(yīng)用較少,主要作為水性聚氨酯分散體的原料。聚醚漆膜耐寒性好、耐堿性水解、粘度低,但耐油性、耐水性、機(jī)械強(qiáng)度、干燥性差,不太適合在水性涂料中應(yīng)用。聚氨酯水分散體是在單組分聚氨酯基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,漆膜硬度較高,干燥快,耐水耐熱性好,具有良好的發(fā)展前景。本文主要介紹聚丙烯酸酯多元醇和含羥基聚氨酯水分散體?！ ?.1水溶性含羥基丙烯酸樹脂 水溶性含羥基丙烯酸樹脂可用溶液聚合的方法得到。首先在反應(yīng)器中加入有機(jī)溶劑,升溫并保持在一定溫度下,滴加含有羧基、羥基的丙烯酸酯單體和引
5、發(fā)劑等的混合物,反應(yīng)完全后,降溫,減壓蒸餾除去部分或全部溶劑,加入中和劑和水得到。巴斯福公司的專利[2-3]報(bào)道了一種由甲基丙烯酸羥乙(丙)酯、丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁基環(huán)己酯制備的丙烯酸樹脂,通過(guò)采用上述方法得到丙烯酸樹脂分散體,其羥值為140ｍｇＫＯＨ/ｇ(固體),酸值為40ｍｇＫＯＨ/ｇ(固體),數(shù)均分子量2300,重均分子量5800,玻璃化溫度37～81℃,用胺中和至ｐＨ值65～90之間,加水調(diào)整固體含量在40%左右。將其與各種添加劑混合后,再與常規(guī)溶劑型脂肪族聚氨酯固化劑組成水性雙組分
6、聚氨酯涂料,作為汽車面漆和汽車修補(bǔ)漆,可以制成有色底漆或罩面清漆。當(dāng)其在著色的底漆上用作透明面漆時(shí),它們僅引起很少的底漆早期溶解,對(duì)金屬顏料的影響非常小,由此可以進(jìn)行濕碰濕施工,在低溫下固化,固化后的漆膜具有良好的耐化學(xué)性、耐候性以及與底漆良好的附著性,同時(shí)具有非常好的流平性和良好的涂覆性。? Ｌｅｙ等[4]優(yōu)化了用于與未經(jīng)改性的叔異氰酸酯型交聯(lián)劑(四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加成物)配合的水分散性丙烯酸多元醇的配方,得到了雙組分水性聚氨酯涂料,施工期限超過(guò)8ｈ,干燥時(shí)間小于2ｈ,具有早期硬度,耐溶劑性發(fā)展較快,
7、漆膜性能達(dá)到了溶劑型雙組分聚氨酯涂料的指標(biāo),可滿足汽車修補(bǔ)漆的要求。? 1.2水乳性含羥基丙烯酸樹脂? 水乳性含羥基丙烯酸樹脂的制法如下:(ａ)先制備含羥基丙烯酸酯聚合物溶液,或?qū)⑷軇┘尤氲剿煞稚⒌谋┧狨ス腆w聚合物中,(ｂ)把表面活性劑加入該聚合物溶液中,(ｃ)將水加入聚合物溶液中形成水包油的聚合物分散體。該法可形成具有小粒徑的分散體而不需要高剪切混合設(shè)備。這樣的水分散體容易和水可分散的多異氰酸酯形成水性雙組分聚氨酯涂料。由此制得的涂料具有低的ＶＯＣ含量并可固化成膜。? 將水可分散的聚合物溶解在溶劑中制備水分散體時(shí),應(yīng)
8、盡可能少用有機(jī)溶劑。一般來(lái)說(shuō),只要在100℃以下通過(guò)低剪切混合能得到聚合物溶液即可。當(dāng)所選的聚合物在100℃以下是液體時(shí),就不必加入溶劑。對(duì)一個(gè)固體的高分子量的聚合物,有時(shí)需要加入50%的有機(jī)溶劑。正常情況下,在制備理想的高粘度丙烯酸多元醇溶液時(shí),有機(jī)溶劑的量不
