聚酯地板漆抗沖擊性能的研究

鄭宏建，方丹業，張文霞

(1.浙江環球制漆集團股份有限公司，浙江 金華 321000；2.金華職業技術學院，浙江 金華 321000)

近年來隨著對環保、安全及能源的重視，合成涂料已由傳統的溶劑型轉向高固含量、水性和粉末涂料，交聯固化方式也由高溫和中溫逐步轉向低溫和室溫型[1-2]。雙組份聚酯消除了對環境和人類有害的揮發性有機化合物，因而常作為地板漆使用[3-4]。近年來，聚酯漆、聚氨酯漆的品種、系列的增加及應用范圍不斷拓展，而其中高級木器家具漆、機械和汽車漆、防水涂料、工程涂料及防腐蝕涂料等的發展尤為顯著[5-7]。

由于聚酯樹脂的使用不斷地增加，人們對其抗沖擊性能的要求也日益增大，本文通過改變各種固化劑和樹脂的用量及種類來提高聚酯地板漆的抗沖擊性能，從而達到漆膜附著力強、耐沖擊性好、硬度高，耐磨性好等效果。

1 實驗部分

1.1 主要原材料

表1 實驗原材料

1.2 實驗內容

1.2.1 地板漆的制備

按一定比例依次投入樹脂，溶劑中速分散10 min，再在低速分散下加入各種助劑，高速分散15 min，加入稀釋劑調節涂料體系的黏度，得到聚氨酯涂料的含羥基組分，按基漆∶固化劑∶稀釋劑=2∶1∶0.5的質量比調制涂料，即得成品涂料。

1.2.2 樣板的制備

先對馬口鐵樣板基體進行打磨、除油、除銹，再用有機溶劑將馬口鐵板充分擦拭干凈，待其干燥備用。然后將實驗制得涂料攪拌充分后涂刷于馬口鐵片上,實干后再涂刷第二道，待其實干。通常涂刷兩道即可，涂膜厚度控制在40 μm左右。最后將刷涂實干的馬口鐵板置于烘箱中，升溫至一定溫度，保留一定時間后取出，冷卻至室溫后，進行性能測試。

1.2.3 性能指標

地板漆的性能指標見表2。

表2 聚氨酯漆的性能指標

2 結果與討論

2.1 不同樹脂的選擇

為了提高地板漆的抗沖擊性能，首先，我們設計實驗方案，對比不同樹脂的選擇對漆膜性能的影響，確定最佳樹脂，見表3。

表3 選用不同樹脂的制備方案

按照方案1、2、3不同樹脂合成的涂料分別進行樣板制備，并對其抗沖擊性能進行比較，測試結果如表4所示。

表4 不同樹脂對漆膜的抗沖擊影響

從表4可以得知，方案2中以高羥值蓖麻油聚酯樹脂為主的試樣，施工性能好，能常溫干燥成膜，涂膜光亮豐滿、附著力強、韌性較好、交聯密度高,硬度好,耐沖擊性能好,但顏色較深，價格也比較貴；方案3中的丙烯酸樹脂為主的試樣相對分子量較大，色淺，對光和氧作用比較穩定，具有良好的保光保色性,干燥快、施工方便，但是韌性很差；而方案1中的聚酯樹脂是漆膜豐滿，光澤高，附著力強，硬度較高，樹脂價格適中。因此，方案1抗沖擊性聚酯樹脂相對較好。

2.2 不同用量的樹脂對漆膜性能的影響

選用聚酯樹脂作為基料，探究樹脂用量對漆膜沖擊性能影響，見表5。

表5 選用不同含量的聚酯樹脂的制備方案

樣板檢測結果如表6所示。

表6 不同含量的樹脂漆膜的檢測結果

從表6中可以看出，三種方案得到的漆膜附著力都較好，方案5中硬度比較低，干燥時間比較長；方案4中減少了樹脂的含量，從而使樹脂的硬度和干燥時間得到了提高，但是漆膜耐沖擊差，且有發白現象；而方案1中的聚酯樹脂是漆膜強韌，附著力強，且不出現發白現象，是這三個中含量使用較恰當的，所以選擇方案1。

2.3 不同固化劑對聚酯漆性能的影響

以方案1聚酯樹脂為基礎，選用不同固化劑制備聚酯地板漆，考察固化劑對漆膜各性能的影響，選出適宜的固化劑，見表7，TDI類為L-75，MDI類為VL，HDI類為N-75(均為德國Bayer公司產品)。(NCO∶OH=1∶1.1)

表7 不同固化劑制備聚酯地板漆方案

樣板檢測結果如表8所示。

表8 不同固化劑對漆膜性能的影響

從表8可以得出，固化劑對聚氨酯涂料的物理化學性能有很大的影響，如果選擇的固化劑與樹脂不能很好地產生交聯反應，那么聚氨酯涂料的物理化學性能就會受到很大程度的影響。 TDI的特點是硬度好，干燥速度快，其分子中有苯環所以耐黃變性差，毒性大；MDI的特點是揮發性很低，漆膜柔性好、耐磨性好，但非常容易泛黃；HDI最突出的特點是可以制得高耐候，保光、保色性優良的外用聚氨酯涂料，沖擊性最好，但是它的價格高。所以選用方案8較好。

3 結論

綜上所述，通過不同樹脂、不同類型固化劑選擇配比試驗研究，聚酯地板漆以蓖麻油改性聚酯樹脂為主劑、HDI類N-75為固化劑，形成的聚酯地板漆膜 在抗沖擊性、硬度、耐磨性等性能方面可達到較好的指標。