Page 192 - 2021涂料产业研究报告

工艺应用 2021涂料产业研究报告 总第18期

PROCESS AND APPLICATION

散才能确保得到最佳涂膜性能，如果两者相容性差则 因而在实际应用时，通常采取提高n-NCO/n-OH的比例
分散不均匀，容易出现乳化粒子大小不均匀现象，导致 确保固化剂与羟基能够完全反应，以便提高涂膜交联密

固化剂的-NCO难以同分散体中的-OH进行有效交联反 度，获得到更好的涂膜性能，但又不会引起表面缺陷，
应，反而增大与水发生副反应的程度，其反应形成的 具有良好的外观装饰效果。
保护层又进一步阻止固化剂的扩散，阻碍分散体的-OH
表6 n-NCO/n-OH对涂膜性能的影响
与-NCO充分交联反应而导致固化不完全，较大颗粒也

导致固化成膜后粒子间空隙大，无法形成致密涂膜，不 n-NCO/n-OH 1.0 1.3 1.5 1.8
表干时间 36 40 45 52
但耐水性降低，也容易使涂膜表面粗糙而降低光泽，严
实干时间 12 13 15 18
重影响涂膜外观及性能。家具企业在涂料施工时一般都
活化期h 5 4.5 4 3
是采用手工搅拌，希望简单搅拌就能够非常容易将主漆 涂膜外观 光滑 光滑 光滑 有针眼
与固化剂混合均匀，促进固化剂与羟基丙烯酸分散体充 附着力 2 1 1 2

分接触及进行交联反应，降低副反应程度，得到光泽及 硬度 HB H H 2H
性能更好的涂膜，因此选择与水性体系有良好相容性的 光泽 89 91 93 90
易分散型固化剂显得十分重要。 柔韧性mm 1 1 1 3
耐冲击/cm 40 50 50 30
本试验选择的科思创固化剂XP2655属于磺酸盐改
痱子 无 无 无 有
性HDI三聚体，具有较低的粘度和水分散性，不需要添
耐水性h 72 84 120 96
加助溶剂即可手工搅拌分散均匀，施工性能好，容易获
得高光泽、丰满度好的涂膜，与本试验选择的丙烯酸分 由上表可见，当n-NCO/n-OH较低时，-NCO基团
散体更有优异的配伍性，只需简单手工搅拌就能够达到 少而不足与羟基充分反应，所得成膜物交联度较低，
良好的分散效果，形成粒子粒径小且分布均匀的稳定乳 部分羟基丙烯酸分散体无法参与交联固化反应残留在涂

液体系，成膜过程中-NCO与-OH接触面积大而易于发 膜内，导致涂膜硬度及光泽较低，综合性能差。随着
生碰撞接触，固化剂容易向分散体粒子渗透及扩散，有 n-NCO/n-OH 比例增大，虽然干燥时间延长，这是因为
利于提高-NCO和-OH的反应速度及进度，交联反应程 多余的异氰酸酯与水发生反应的速度明显低于固化剂与
度更完全，涂膜具有较高的硬度及综合性能，同时能够 羟基分散体的反应而造成的，但-NCO与-OH接触几率

减缓和抑制固化剂与水的反应程度，降低化学泡的产 增大，羟基可以与足够的固化剂充分完全反应而提高了
生，特别是一方面粒子间的接触面积大，便于组分间相 涂膜的交联密度，同时在交联过程中过量的异氰酸酯与
互聚集，融合变形而易于成膜，使涂膜结构更加丰满， 水发生副反应最终生成的脲类化合物，可以在一定程度
形成平整光滑的表面，提高涂膜光泽及硬度，另一方面 上提高成膜物的聚合度使交联结构更致密，增加了聚合
有利于提高涂料润湿基材的能力，更容易取代基材表面 物链段上氨基甲酸酯键和脲键等刚性链段的含量，形成
吸附的气体，使基材表面的气体难以进入涂膜内部，降 的氢键相应更多，提高了分子间极性，促进了涂层硬度

低涂膜起泡性，改善流平性及附着力。 增大，光泽及涂膜性能也得到提高，但比例过大，不但
施工配比n-NCO/n-OH直接影响水性双组分聚氨酯 交联密度过大，也导致涂膜中脲结构比例增大，聚氨酯
涂料的涂膜交联密度，进而影响涂膜最终性能。在涂料 结构比例减少，影响成膜物质结构致使涂膜性能变差，
固化过程中，异氰酸酯基团与丙烯酸分散体的羟基基团 附着力下降，而且体系中多余的异氰酸酯固化剂也增大

发生交联反应生成氨基甲酸酯的同时，也会和体系中的 NCO与水的副反应程度，生成的二氧化碳气体容易滞留
水发生副反应而消耗部分固化剂而降低涂膜交联密度， 在涂膜内增大涂层表面出现气泡、失光、针孔的风险，

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