高固体分聚氨酯航空涂料的研制

第36卷第9期涂料技术与文摘Vol, 36 No 92015年9月OATINGS TECHNOLOGY ABSTRACTSSept 2015高固体分聚氨酯航空涂料的研制Preparation of High Solid PU Aerocraft Coatings周如东,王李军,朱亚君,陆文明,谭伟民,朱晓丰,李文凯(中海油常州涂料化工硏究院有限公司,江苏常州213016)摘要:通过对基体树脂、颜填料及其相应润湿分散助剂、溶剂、固化促进剂、流动控制助剂以及流平助剂等组成高固体分聚氨酯航空涂料的关键元素进行系统地硏究,硏制开发了一款性能满足波音材料规范要求的高固体分聚氨酯航空涂料。关键词:高固体分;聚氨酯;航空;涂料中图分类号:TQ6356文献标识码:A文章编号:1672-2418(201509-0035-080引言四氢苯酐:工业级,台湾南亚集团;间苯二甲酸:工业级,韩国KP化学有限公司;新戊二醇:工业级,韩随着涂料消费税新政的推出,如何在生产与施工LG化学公司;1,4-环己烷二甲醇:工业级,韩国SK化环节有效减少可挥发性有机化合物(VoOC)的排放已成工株式会社;三羟甲基丙烷:工业级,美国OXEA公司;为当前航空涂料业面临的现实问题。波音( Boeing)、空g-己内酯:工业级,日本大赛璐化学工业株式会社;聚客( Airbus)等全球知名航空制造企业已广泛使用酯树脂( Desmophen651MPA)、固化剂( DesmodurPPG、Akz0 Nobel, Sherwin- Williams等国际大公司提供N3600):工业级,德国拜耳( Bayer)公司;固化剂的高固体分航空涂料产品来减少VOC的排放。国内虽( Tolonate h-LV2)、己二酸:工业级,法国罗地亚然某些机型已开始使用高固体分航空涂料,但所使用(Rhoa)公司;固化剂(TPA-100):工业级,日本旭化的涂料产品仍以进口产品为主。因此,亟需研制一种施成( Asahi)株式会社;高固体分聚酯树脂(CTA-6478)、工固体含量高且综合性能优异的国产高固体分航空涂非锡金属盐催化剂(MA)、可挥发催化抑制剂(AA):料产品,该产品既能满足相关航空材料规范的要求,又工业级,中海油常州涂料化工研究院有限公司;金红石能符合环保的要求型二氧化钛(R-960、R-902、R-706):工业级,美国杜与常规聚氨酯航空涂料相比,高固体分聚氨酯航邦( DuPont)公司;分散剂(BYK-161、BYK-163、BYK涂料具有施工效率高、VOC排放低等优势。但存在164BYK-110、BYK-2009)、流平剂(BYK-331):工业干燥时间较长,适用期限较短,颜填料易絮凝,施工时级,德国毕克(BYK)化学公司;有机黄颜料(Ym07):工易产生缩孔、流挂、橘皮等问题。因此,如何合理地设计业级,美国 EXLENT公司;有机红颜料(F3RK-70):工配方来解决上述问题,就成为研制高固体分聚氨酯航业级,瑞士克莱恩( Clariant)化工有限公司;酞菁蓝空涂料的关键。本文重点从基体树脂、颜填料、分散剂、(BGS-4382):工业级,上海雅联颜料化工有限公司;消溶剂、固化促进剂及助剂等方面来讨论如何制备一款光粉(C-809):工业级,美国格雷斯 grace)公司;流平综合性能优异的高固体分聚氨酯航空涂料。助剂(EFKA-3034、EFKA-3777):工业级,瑞士汽巴(CIBA)精细化工有限公司;炭黑( Printex-u)、流平助剂1实验部分( TEGO Flow300)、流动控制助剂( Aerosil--200):工业1.1主要原材料级,德国贏创德固赛( Evonik degussa)公司;流动控制涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY35周如东,等:高固体分聚氨酯航空涂料的研制助剂( Bentone-38、MPA-2000X:工业级,海明斯德谦表1聚酯多元醇树脂配方公司;流平助剂(DC-56):工业级,美国道康宁(Dow序号单体名称加量/molCorning)公司;溶剂均为市售的工业品四氢苯酐0.I~0.2间苯二甲酸1.2主要仪器设备3新戊二醇0.2-0.3WSM-250T微型砂磨机、GFJ-1100/U高速分散51,4-环己烷二甲醇2-0.3机:上海赛杰化工设备有限公司;DAS200高速震荡6三羟甲基丙烷0.1-0.2机:德国LAU公司;NDJ-1型旋转黏度计:上海羽通仪7E-已内酯0.05~0,1器仪表厂;LU-0819紫外光加速老化试验机:美国Q-8二甲苯适量Lab公司。流反应,将反应物料进一步在9~10h升温至(220±2)℃,保持气相温度在85~105℃,在(220±2)℃保温至酸1.3试样制备价降至5 mgKoH/g以下,降温至155℃,加入ε-已内1.3.1聚酯多元醇树脂的制备酯单体,在该温度下继续反应5h,降温至80℃以下(1)聚酯多元醇树脂的配方见表1用稀释剂(甲基正戊基酮)兑稀过滤岀料,制得高固聚(2)合成工艺酯多元醇树脂。将单体、催化剂和回流溶剂(二甲苯)加入反应容13.2聚氯酯涂料的制备(用于树脂性能的对比)器,同时将分水器中注满回流用二甲苯。以惰性气体保(1)聚氨酯涂料护,将物料升温至熔融状态并开动搅拌,150℃开始回聚氨酯涂料(组分A)的配方见表2。表2聚氨酯涂料(组分A)配方加量/g原料名称常规航空涂料高固体分航空涂料常规聚酯树脂Desmophen B 651 MPA30-40高固体分聚酯阿沃德CTA-6478二氧化钛颜料R-706分散剂BYK-lI流平剂BYK-3310,1~0.50.1~0.5防沉助剂工业0.5~1混合溶剂(甲基正戊基酮:环已酮=3:1)工业30-45(2)制备工艺将组分A与组分B按照m(OHm(NCO=1115在硏磨容器中首先将部分混合溶剂、部分树脂以混合,用混合溶剂稀释到喷涂黏度,将涂料喷涂于马口及分散助剂搅拌均匀,在搅拌状态下加入二氧化钛颜铁板或带有自制底漆的铝合金样板上,在标准条件下料,研磨一段时间以后,补加剩余树脂和防沉助剂,继进行养护。续研磨至细度合格,最后添加流平助剂和剩余溶剂,调1.4分析与测试节黏度,过滤出料,得到聚氨酯涂料的组分A。1.3.3涂层的制备(用于树脂性能的比较)1.4.1涂料固体含量的测定常规聚氨酯涂料的固化剂(组分B)与高固体分聚参照GBT1725-1979《涂料固体含量测定法》进行氨酯涂料的固化剂(组分B)均为法国罗地亚( Rhodia)1.4.2涂-4杯黏度的测定公司的产品 TolonateHDT-LV2)。参照GB/1723-1993《涂料黏度测定法》进行36涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY周如东,等:高固体分聚氨酯航空涂料的研制1.4.3耐航空液压油性能的测定前,国外知名航空涂料制造商大多采用双组分聚酯型聚氨酯的技术路线,这主要是由于聚酯多元醇树脂更所选航空液压油为 Skydrol LD-4型磷酸酯液压油,参照GBT9274-1988《色漆和清漆耐液体介质的易制得高固低黏的产品。此外,采用聚酯多元醇树脂制测定》进行,室温条件,周期为30d。同时,参照CB/得的涂层具有更加优异的耐航空介质性能、耐低温性6739-19(涂膜便度铅笔测定法》对耐航空液压油前能(55℃)以及耐高低温冲击性能(-55-120℃)要实后的样板分别进行硬度测试现聚酯多元醇树脂的低黏度化,必须在树脂分子设计时注意以下问题:1、控制树脂的相对分子质量。相对分1.4.4耐温度冲击性的测定子质量低的聚酯多元醇树脂能够显著降低涂料的黏将样板在71℃保持25min,迅速放入-53℃保持度,但相对分子质量过低的聚酯多元醇树脂不仅在热5min,共24个循环,然后在-53℃保持5h,在-53℃固化时易挥发会引起VOC排放的增加,而且会影响漆下,将样板在直径4n(即101.6mm)的圆柱上进行弯膜的性能,因此一般认为相对分子质量1000-1500曲试验。比较合适。(2)控制树脂的相对分子质量分布。树脂中4.5漆膜光泽的测定各种不同相对分子质量聚合物的分布分散程度由相对参照GB/T97542007《色漆和清漆不含金属颜分子质量分布指数表示,相对分子质量分布指数越大料的色漆漆膜的20°60和85镜面光泽的测定》进其相对分子质量分布越宽,说明树脂中与平均相对分子质量差异较大的高相对分子质量聚合物或低相对分1.4.6挥发性有机物( Volatile Organic Compou子质量聚合物的数量越多。由于高相对分子质量聚合VOC)含量的测定物对树脂的黏度影响较大,低相对分子质量聚合物在参照CBT23985-200色漆和清漆挥发性有机热固化时易挥发而增加vOC的排放。因此,高固体分化合物(VOC)含量的测定差值法进行涂料所用树脂的相对分子质量分布越窄越好。(3)控制树脂的官能度。高固体分航空涂料通过聚酯多元醇树1.4.7漆膜耐候性能的测定脂与多异氰酸酯类固化剂发生交联反应,提高相对分参照SO1507:2007《色漆和清漆涂层暴露于人子质量并形成三维网状结构聚合物来满足其性能要工荧光紫外灯和水》进行求。由于航空涂料对耐航空介质性能有较高的要求,所1.4.8细度的测定以树脂必须带有足够的反应性官能团。但是,反应性官参照GB/1724-1979《涂料细度测定法》进行。能团(羟基)会使聚合物分子间和分子内存在氢键作1.4.9旋转黏度的测定用,引起黏度的上升围。所以,在树脂分子设计时必须确定合适的官能度,以平衡涂料的综合性能与黏度。参照GB/9751.1-2008《色漆和清漆用旋转黏度(4)醇、酸类单体的结构与配比。采用新戊二醇、三羟计测定黏度第1部分:以高剪切速率操作的锥析黏度甲基丙烷、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇和己二酸等单计》进行。体来合成,可增加溶解性降低树脂的黏度;调整醇、酸类单体的配比,控制羟基超量以得到合适相对分子质2基体树脂的选择量的聚酯多元醇树脂;(5)特殊功能性单体的使用常使用ε特己内酯或聚己内酯多元醇等特殊功能性基体树脂是涂料的核心组成部分,要实现涂料的单体对聚酯多元醇树脂进行改进,特殊功能性单体赋高固体含量,必须在保证涂料性能的前提下尽可能地予树脂更低的黏度以及更加优异的低温柔韧性。降低基体树脂的黏度。由于高固体分聚氨酯航空涂料遵循上述聚酯多元醇树脂分子结构设计要点,以为双组份涂料,因此其低黏度化主要包括多元醇树脂己二酸、四氢苯酐、间苯二甲酸为酸类单体,以新戊二的低黏度化与多异氰酸酯类固化剂的低黏度化。高固体分聚氨酯航空涂料常用的多元醇树脂主要醇、1,4-环已烷二甲醇、三羟甲基丙烷为醇类单体,以E-已内酯为特殊功能性单体,通过聚合反应,制备了包括聚酯多元醇树脂与丙烯酸多元醇树脂两大类。目高固体分聚氨酯航空涂料专用聚酯多元醇树脂阿沃涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY37周如东,等:高固体分聚氨酯航空涂料的研制德⊕CTA-6478。该聚酯多元醇树脂的配方、合成工艺同时,分别以 Desmophen65MPA树脂和阿沃德见1.3.1。CTA-6478作为基体树脂制备涂料及涂层,涂料(组分对自制聚酯多元醇树脂的基本参数进行了测试,A)的组成见表2,涂料及涂层的制备见1.3.2和1.3.3。并与进口航空专用聚酯多元醇树脂的基本参数进行了对涂料及涂层的性能评估对比见表4。从表4可知对比,具体见表3。从表3可知,与进口航空专用聚酯(1)在同等施工黏度条件下,以阿沃德CTA-6478作多元醇树脂相比,自制聚酯多元醇树脂的黏度与相对为基体树脂制备的涂料具有更低的施工VOC;(2)以分子质量更低,固体含量与羟基含量更高。阿沃德⊕CTA-6478作为基体树脂制备的涂层表现出更优异的耐候性能、耐航空介质性能以及耐温度冲击表3两种聚酯多元醇树脂的基本参数性能Desmophen65MPA阿沃德CTA-6478聚氨酯涂料常用的多异氰酸酯类固化剂包括:甲固体含量/%苯二异氰酸酯(TD)、HDI缩二脲多异氰酸酯、HDI三黏度/mPa110聚体多异氰酸酯以及IPDI三聚体多异氰酸酯。TD结羟基含量/%构中的苯环具有共轭效应,氨酯键氧化断裂易形成偶210氮结构,固化后的漆膜耐候性差。HDI缩二脲多异氰酸表4两种聚酯多元醇树脂制备的涂层的性能对比Desmophent65MPA树脂涂料阿沃德CTA-6478树脂涂料涂料施工固体含量/%施工黏度(T-4杯黏度)s施工VOC/(g·L1)386耐航空液压油性能(23±2℃,30d)涂层硬度从H下降至2B.下降4级涂层硬度从H下降至F,下降1级耐温度冲击性(-55-120℃)漆膜出现龟裂漆膜无龟裂、无剥落、无附着力丧失或其他失效现象耐候性能(800h,8h紫外4h潮湿循环)光泽保持率为83.7%光泽保持率为90%酯分子间含有氢键,互相吸引,黏度高,不易制得高固含产物因此,100%固体含量的HD三聚体是最佳选3.1二氧化钛颜料及其分散助剂的确定择。目前,常用于高固体分聚氨酯航空涂料的多异氰酸航空涂料常选用金红石(R)型二氧化钛,这是由酯类固化剂(HD三聚体)市售产品主要有德国拜耳公于R型二氧化钛具有强烈的吸收紫外光的功效,可以司的 Desmodur3600、法国罗地亚公司的 Tolonatet提高涂层的耐候性。目前,航空涂料常用的高性能RHDT-LV2以及日本旭化成公司的TPA-100。型二氧化钛主要有杜邦公司的R-902、R-960、R-706其物理性能如表5所示。3颜填料及其相应润湿分散助剂的选择表5常用二氧化钛颜料的性能参数二氧化钛颜料常规溶剂型涂料适用的颜填料均可用于髙固体分项目R-960R-706涂料。但是,为了降低高固体分涂料的施工VOC,必须TO2含量%93在保证涂料性能的前提下尽可能选用吸油量较低的颜体积质量(gL+)填料,并采用合适的润湿分散助剂来解决颜填料的分表面处理情况未表面处理经表面处理经表面处理散与稳定问题。粒径首先,以航空涂料用量较大的二氧化钛颜料为研吸油量/g/100g)16.1187究对象,研究颜料选择及其分散对涂料性能的影响。其由于R-706表面包覆了Al2O3,AO3能在激发电他颜填料按照该筛选方法,分别得到合适的颜填料及子通过有缺陷的晶格时重新成为电子和空穴重结合的相应的润湿分散助剂。中心,从而减少到达表面的电子和空穴的数目,并为羟38涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY周如东,等:高固体分聚氨酯航空涂料的研制基或过羟基的重新结合提供活性,能够提高树脂体系往上述物料中加人1:等质量的锆珠,放置于高速震对紫外线的吸收活性。此外,由于R-706的TO2含量荡机中,研磨分散并在不同时间考査细度,具体细度数达到93%,所以它比其他两种二氧化钛颜料的反射效表6白色色浆研磨配方果要高。因此R-706对聚氨酯涂料耐候性的提升作用加量原料名称较其他两种二氧化钛颜料更为明显,国外学者已通过QUⅤ实验进行了验证。同时,R-706的吸油量最低,符制聚醋多元醇树脂38538.5合高固涂料低黏化的要求。因此,选择杜邦公司的R-分散剂BYK-161706作为二氧化钛颜料分散剂BYK-163单纯依靠树脂、颜料、溶剂的相互作用难以得到分散剂BYK-1642个黏度低且稳定的涂料分散体系,必须借助于润湿分分散剂BYK-110散助剂的帮助。润湿分散助剂是能够提高涂料分散性二氧化钛颜料R-0640-404040并保持稳定的界面活性物质,能吸附在细小微粒的颜混合溶剂(甲基正皮19.519.519.5料表面,构成吸附层,产生电荷斥力和空气位阻效应,基酮:环已酮=3:1)防止已分散的颜料粒子重新絮凝,可保持体系处于稳合计100定的悬浮状态。润湿分散剂若使用得当,不但能防止颜表7不同研磨时间的细度数据料沉淀,使涂料具有良好的贮存稳定性,而且能改善流细度/pm平性,防止颜料浮色发花,获得均一色彩的涂膜,提高134颜料的着色力、遮盖力,增加涂膜的光泽,降低色浆的3min10-1510-15黏度,增加研磨色浆中颜料的含量,提高研磨效率。因60min<10此,首先在二氧化钛颜料中根据润湿分散助剂的降黏<10效果、润湿分散效率及使用润湿分散助剂后涂料的稳<10定性等来对分散助剂进行性能评估,确定分散助剂的据见表7。种类及用量。并以同样的方法为炭黑、有机黄、有机红由表7可知,润湿分散剂BYK-161与BYK-110酞菁蓝、酞菁绿等筛选合适的润湿分散助剂,从而获得对二氧化钛颜料的润湿分散效率较BYK-163与黏度低且稳定的涂料分散体系。BYK-164高按表6制备含有不同润湿分散助剂的二氧化钛色继续考察润湿分散剂的降黏效果及对涂料稳定性浆,色浆的有效固体含量均为70%,颜基比均为1.4。的影响。对上述研磨120min后的色浆进行黏度与防其制备步骤如下:(1)称取树脂,加入溶剂、分散助剂,沉效果测试,结果见表8。搅拌混合均匀;(2)加入二氧化钛颜料,搅拌均匀;(3)由表8可知,4种白浆的黏度均较低,使用BYK表8色浆黏度及不同贮存期的状态试样项目旋转黏度/mPa·s0防沉效果贮存10d出现絮凝,硬底难搅起出现絮凝,硬底难搅起未见絮凝,软底易搅起未见絮凝,软底易搅起贮存30d出现絮凝,硬底难搅起出现絮凝,硬底难搅起未见絮凝,软底易搅起未见絮凝,软底易搅起贮存60d出现絮凝,硬底难搅起出现絮凝,硬底难搅起出现絮凝,硬底难搅起未见絮凝,软底易搅起贮存120d出现絮凝,硬底难搅起出现絮凝,硬底难搅起出现絮凝,硬底难搅起未见絮凝,软底易搅起l10分散的色浆的黏度较其他3种分散剂分散的色浆钛颜料发生化学作用或物理吸附,从而有效覆盖在颜稍高,但其稳定性最佳。这是由于BYK-110的主要成料表面,防止颜料的絮凝,提高涂料的稳定性。分为含酸性基团的共聚物,该酸性共聚物会与二氧化将按表6色浆研磨配方制备的色浆分别与固化涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY39周如东,等:高固体分聚氨酯航空涂料的研制剂 Tolonate HDT-LV2按照n(NCO/m(OH)=1.15表10高固体分聚氨酯航空涂料用颜填料及相应润湿分散助剂进行混合,并加入等量稀释剂,活化15min后在经打颜填料名称牌号润湿分散剂用途磨处理的马口铁板上进行喷涂,干膜厚度控制在20~炭黑颜料Piex- I SOLSPERSE-32500高固黑色面漆30μm,干燥7d后进行60°初始光泽的测试,测试数有机黄颜料Ym07BYK-161高固黄色面漆据见表9。有机红颜料F3RK-70BYK-161高固红色面漆酞菁蓝GS-4382 SOLSPERSE-32500高固蓝色面漆表9不同贮存期色浆所制备漆膜的光泽变化消光剂C-809BYK-2009各色哑光高固面漆试样漆膜光泽初始贮存10d贮存30d贮存60d贮存120d酯航空涂料选择溶剂体系要考虑的主要因素有:(1)溶6剂对低聚物的相互作用(溶解力);(2)溶剂的黏度;(3)89288.085.4溶剂的密度;(4)溶剂的挥发性;(5)溶剂的毒性;(6溶93.22909287.6774剂的表面张力492892.59.692.49.0表11几种酮类溶剂的基本参数由表9可知,使用BYK-161分散的涂料光泽最项目甲乙酮甲基异高,使用BYK-110分散的涂料光泽最低,但均高于了基酮环已酮甲基点/C90,满足高固体分高光涂料对光泽的要求。然后将上述115.8155.615黏度(25℃/mPa·s0.4230.5422.20.7664种色浆分别放置10d、30d、60d、120d后,取样进行密度/(g·mL0.810.800.82涂料状态与60°角光泽测试。由表9可知,采用润湿分表面张力/(mNm)24.623934.5249散助剂BYK-161、BYK-163、BYK-164进行分散的色浆存放一段时后均不同程度出现光泽的下降。由表由于高固体分聚氨酯航空涂料中含有大量含极性表9数据对比可知,润湿分散助剂BYK-10能够防止基团的低聚物(高固体分聚酯多元醇树脂),而氢键接颜填料沉降与絮凝,使涂料具有良好的贮存稳定性。受体溶剂具有较强的消除该类低聚物相互作用的能因此,针对二氧化钛颜料可选用BYK-110作为润力,因此选用仅为氢键接受体而非氢键给予体的酮类湿分散助剂,其推荐用量为二氧化钛颜料质量的2%~溶剂来降低树脂溶液黏度将最为有效四。航空涂料常用的酮类溶剂包括:甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、甲基正戊基酮,具体基本参数见表11。从表11可知,环己3.2其他颜填料及相应分散助剂的选择酮自身的黏度及密度过大,不利于降低体系的VOC按照上述二氧化钛颜料及其分散助剂的筛选方甲乙酮自身的沸点过低,挥发速度过快将影响涂料的法,分别对炭黑、有机黄、有机红、酞菁蓝、酞菁绿、二氧流平性。根据实际施工的需要,可采用甲基正戊基酮与化硅类消光剂等常用颜填料及其润湿分散助剂进行了甲基异丁基酮组成的混合溶剂,其大致配比为3:1(质筛选,以获得黏度低且稳定的涂料分散体系。由于无机量比)。该混合溶剂具有溶解力强、表面张力低、挥发速颜填料和有机颜填料的分散有所不同,各自分散剂的率低且稳定、重量体积比低、毒性小等特点,对高固分专用性极强,需根据颜填料的特性进行筛选。通过一系航空涂料而言是最佳选择。列实验评估,分别选择了合适的颜填料及其对应的润湿分散助剂,具体数据见表10。5固化促进剂的选择4溶剂的选择目前,常规聚氨酯航空涂料常采用有机锡类固化促进剂来促进漆膜的固化。但是,有机锡类固化促进虽然溶剂在高固体分航空涂料中所占的比例很剂在高固体分聚氨酯航空涂料中应用存在一定的局小,但溶剂的选择对涂料的施工性、贮存稳定性、涂膜限性:(1)有机锡固化促进剂毒性较大,不符合高固体的性能以及干燥性能均有较大的影响。高固体分聚氨分涂料绿色环保的设计理念;(2)由于高固体分聚氨酯40涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY周如东,等:高固体分聚氨酯航空涂料的研制航空涂料中使用的多元醇树脂的官能团活性较大,同用添加流动控制助剂的方法来改善涂料的流变性能时,由于多元醇树脂的相对分子质量较低,要达到航高固体分聚氨酯航空涂料所用流动控制助剂必须能够空材料规范要求的干燥性能(表干)必须通过增加固化在提高临界流挂膜厚的同时,尽可能减少对涂料体系促进剂用量方法来加速漆膜的交联固化,采用有机锡表观黏度、施工固体分以及ⅤOC的影响类固化促进剂很难同时获得满足指标要求的干燥性为了考察流动控制剂对高固体分聚氨酯航空涂料能与适用期限。因此,必须采用目前国外较为流行的抗流挂性能的影响,在自制的CTA-3721白色高固体潜伏型催化固化技术来调节干燥性能与适用期限之分聚氨酯磁漆中分别加入3种不同类型流动控制剂制间的平衡,使两者均能满足相关涂料标准及用户实际成磁漆样品(各流动控制剂用量如表1备注所示)。将施工的要求。3种磁漆分别与德国拜耳公司的 Desmodur3600固该潜伏型催化固化技术以非锡金属化合物(简称:化剂按n(-OH):n(-NCO)=l:(1~1.5)混合后,加人混MA)作为固化促进剂,以具有挥发特性的特殊化合合溶剂(甲基正戊基酮:环己酮=3:1)兑稀至相同的施物(简称:AA)作为抑制剂。其作用机理是:当涂料配漆工固体含量。分别对上述3种磁漆的施工黏度、施工完成后,A存在于涂料中,能够阻碍具有高催化活性ⅤOC以及涂装临界流挂膜厚进行测试,测试结果如表中间产物的生成,因而降低了体系的固化反应速率,延12所示。长了体系的适用期限;当涂层在干燥的过程中,A随从表12可以发现:添加流动控制助剂的样品与未溶剂开始挥发,高催化活性中间产物的生成过程将不添加流动控制助剂的样品相比,临界流挂膜厚从35μm受A的抑制,体系的固化反应速率大幅提升,从而涂提高到65μm,流动控制剂体现了优异的抗流挂性能层获得良好的于燥性能鬥。潜伏型催化固化技术的机理在获得接近的临界流挂膜厚前提下,MPA-2000X对涂如图2所示料体系表观黏度的影响最为轻微,使用该流动控制剂的涂料体系具有最高的施工固体分与最低的施工非溶剂部分VOC,符合高固体分聚氨酯航空涂料的要求。溶剂部分非落剂部分6.2流平助剂的选择挥发MAA溶剂部分高固体分聚氨酯航空涂料中的低聚物具有较高AA抑制作用生成A抑制作用解除的官能团含量,同时采用较高极性和高表面张力的溶反应延缓进行反应加速进行剂以获得低黏度,所以高固涂料的表面张力比常规溶图2潜伏型催化固化技术的机理剂型涂料高,高固涂料对基材的润湿性也较常规溶剂型涂料差,更易产生缩孔、边缘覆盖性差等缺陷。解决6助剂的选择上述问题的方法是在配方设计时添加调整表面张力的润湿流平剂,使高固体分涂料的表面张力接近于同髙固体分聚氨酯航空涂料虽然具有施工效率高与类型常规涂料的表面张力。通过对流平助剂与涂料的voC排放低的优势,但施工时易产生流挂、缩孔、边缘相容性、降低涂料表面张力的能力、喷涂外观以及涂覆盖性差等问题。因此,需要添加合适的助剂来改善料的可复涂性等进行测试,最终筛选出以下可用于高其施工性能。固体分聚氨酯航空涂料的流平助剂,见表13。流平助剂可单一使用也可根据实际情况进行复配使用。6.1流动控制助剂的选择高固体分聚氨酯航空涂料由于溶剂含量低,在喷7结语涂剪切力消失后涂料的黏度不能因溶剂的大量挥发而迅速增加,同时涂料施工固体含量高、单道成膜厚度通过对高固体分聚氨酯航空涂料各关键组成元素高,故较常规聚氨酯航空涂料更易产生流挂问题。为解进行系统地研究,在保证涂料高施工效率与低ⅤOC排决流挂问题除合理搭配溶剂控制其挥发速率外,常采放的基础上,重点解决了涂料在应用过程中存在的干燥涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY41周如东,等:高固体分聚氨酯航空涂料的研制表12新型流动控制助剂与常规流动控制剂的性能对比流动控制助剂项目空白erosi1-200Bentone-38MPA-2000X涂料施工固体含量/%施工黏度(T-4)s1818临界流挂膜厚/m60-65施工VOC/g·L注: Aerosil-200的主要成分为气相二氧化硅,用量占涂料总量的0.2%; Bentone-38的主要成分为有机膨润土,用量占涂料总量的0.8%;MPA-2000X的主要成分为聚烯烃蜡,用量占涂料总量的0.5%表13高固体分聚氨酯航空涂料用流平助剂商品名组成生产商BYK-331聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体BYK-ChemieEFKA-3034氟碳有机改性硅氧烷聚合物EFKA-377氟碳改性聚丙烯酸酯聚合物Ciba Specialty ChemicalsTEGO Flow 300聚丙烯酸酯类聚合物Evonik Deguststries有机改性有机硅类聚合物Dow Corning时间较长,适用期限较短,颜填料易絮凝,施工时易产生[3]李桂林.高园体分涂料[M北京:化学工业出版社,2014缩孔、流挂、橘皮等问题。希望本研究能够对国内航空涂|4晏莉.高固体分聚酯树脂的合成-上海涂料,201149料研发人员起到一定的借鉴作用,使国产高固体分聚氨(11):25-28酯航空涂料的技术水平能够尽快达到或超过进口同类5周如东,王李军,字,一种具有较低VOC的航空器用涂料及其制备方法:中国,102174286A[P2011-09-07产品的技术水平,以满足我国航空工业的需求。6]晏莉,高固体分飞机蒙皮涂料的研制囚上海涂料,2010参考文献I7]李桂林环境友好涂料配方设计要点囚涂料工业,2007,IERWAGEN. Next Generation of Aircraft37(9)65-67Coatings Systems Ul Journal of Coatings. Technology,|8]于献,周如东,非锡催化剂在高固体分聚氨酯涂料中的2001,73(915):45-52应用研究涂料工业,2014,42(4):39-44[2]ZEN○W.威克斯, FRANK N琼斯,等,有机涂料科学9]杨南胜,飞机蒙皮高固体分航空涂料的涂覆.中国涂和技术[M]北京:化学工业出版社,2001:281-289料,2006,21(6):40-4············,······PPG工业发布年度汽车色彩流行趋势报告:消费者购车看重颜色,传统色彩仍是主流根据PPG的全球汽车生产数据,白色是最受欢迎的颜色(较去年上升7个百分点,达到35%),黑色(17%)与银色(12%)分别位列第二、三位。在亚太地区,白色仍然是最主流的汽车色彩(由2014年的31%上升到44%),紧随其后的是黑色(16%,同比下降4个百分点)、自然色和银色(两者占比均为10%)以及灰色(7%)。此外,PG还对美国及欧洲地区的消费者进行了调查,约五分之三(59%)的受访者表示,颜色是决定其购车意向的主要因素。事实上,有超过半数的受访者表示,如果最心仪的颜色缺货,他们会等到有货了再买,而不是购买第二中意的颜色。数据显示,中国2015年生产的各类汽车中白色占比都很高。即使是近年来以黑色为主的豪华汽车类别中,白色车型在2015年的产量也占到了47%,远高于黑色的28%。此外,中国的小型轿车和小型货车的色彩最为丰富,其中占比最高的为蓝色和红色。展望2016年的车型,PPG汽车OEM涂料业务色彩设计经理 Jane E. Harrington表示,PPG预测蓝色和橙色系的汽车数量将会上升。她认为,回顾各大国际车展上的主打车型是一种重要的趋势前瞻。她指出,在底特律举行的2015北美国际车展上的重点车型是具有“强烈层次效果的蓝色”,而今年的日内瓦国际车展则重点推介了橙色和古铜色的车型。42涂料技术 COATINGS TECHNOLOGY