聚酯地板漆抗冲击性能的研究

郑宏建，方丹业，张文霞

(1.浙江环球制漆集团股份有限公司，浙江 金华 321000；2.金华职业技术学院，浙江 金华 321000)

近年来随着对环保、安全及能源的重视，合成涂料已由传统的溶剂型转向高固含量、水性和粉末涂料，交联固化方式也由高温和中温逐步转向低温和室温型[1-2]。双组份聚酯消除了对环境和人类有害的挥发性有机化合物，因而常作为地板漆使用[3-4]。近年来，聚酯漆、聚氨酯漆的品种、系列的增加及应用范围不断拓展，而其中高级木器家具漆、机械和汽车漆、防水涂料、工程涂料及防腐蚀涂料等的发展尤为显著[5-7]。

由于聚酯树脂的使用不断地增加，人们对其抗冲击性能的要求也日益增大，本文通过改变各种固化剂和树脂的用量及种类来提高聚酯地板漆的抗冲击性能，从而达到漆膜附着力强、耐冲击性好、硬度高，耐磨性好等效果。

1 实验部分

1.1 主要原材料

表1 实验原材料

1.2 实验内容

1.2.1 地板漆的制备

按一定比例依次投入树脂，溶剂中速分散10 min，再在低速分散下加入各种助剂，高速分散15 min，加入稀释剂调节涂料体系的黏度，得到聚氨酯涂料的含羟基组分，按基漆∶固化剂∶稀释剂=2∶1∶0.5的质量比调制涂料，即得成品涂料。

1.2.2 样板的制备

先对马口铁样板基体进行打磨、除油、除锈，再用有机溶剂将马口铁板充分擦拭干净，待其干燥备用。然后将实验制得涂料搅拌充分后涂刷于马口铁片上,实干后再涂刷第二道，待其实干。通常涂刷两道即可，涂膜厚度控制在40 μm左右。最后将刷涂实干的马口铁板置于烘箱中，升温至一定温度，保留一定时间后取出，冷却至室温后，进行性能测试。

1.2.3 性能指标

地板漆的性能指标见表2。

表2 聚氨酯漆的性能指标

2 结果与讨论

2.1 不同树脂的选择

为了提高地板漆的抗冲击性能，首先，我们设计实验方案，对比不同树脂的选择对漆膜性能的影响，确定最佳树脂，见表3。

表3 选用不同树脂的制备方案

按照方案1、2、3不同树脂合成的涂料分别进行样板制备，并对其抗冲击性能进行比较，测试结果如表4所示。

表4 不同树脂对漆膜的抗冲击影响

从表4可以得知，方案2中以高羟值蓖麻油聚酯树脂为主的试样，施工性能好，能常温干燥成膜，涂膜光亮丰满、附着力强、韧性较好、交联密度高,硬度好,耐冲击性能好,但颜色较深，价格也比较贵；方案3中的丙烯酸树脂为主的试样相对分子量较大，色浅，对光和氧作用比较稳定，具有良好的保光保色性,干燥快、施工方便，但是韧性很差；而方案1中的聚酯树脂是漆膜丰满，光泽高，附着力强，硬度较高，树脂价格适中。因此，方案1抗冲击性聚酯树脂相对较好。

2.2 不同用量的树脂对漆膜性能的影响

选用聚酯树脂作为基料，探究树脂用量对漆膜冲击性能影响，见表5。

表5 选用不同含量的聚酯树脂的制备方案

样板检测结果如表6所示。

表6 不同含量的树脂漆膜的检测结果

从表6中可以看出，三种方案得到的漆膜附着力都较好，方案5中硬度比较低，干燥时间比较长；方案4中减少了树脂的含量，从而使树脂的硬度和干燥时间得到了提高，但是漆膜耐冲击差，且有发白现象；而方案1中的聚酯树脂是漆膜强韧，附着力强，且不出现发白现象，是这三个中含量使用较恰当的，所以选择方案1。

2.3 不同固化剂对聚酯漆性能的影响

以方案1聚酯树脂为基础，选用不同固化剂制备聚酯地板漆，考察固化剂对漆膜各性能的影响，选出适宜的固化剂，见表7，TDI类为L-75，MDI类为VL，HDI类为N-75(均为德国Bayer公司产品)。(NCO∶OH=1∶1.1)

表7 不同固化剂制备聚酯地板漆方案

样板检测结果如表8所示。

表8 不同固化剂对漆膜性能的影响

从表8可以得出，固化剂对聚氨酯涂料的物理化学性能有很大的影响，如果选择的固化剂与树脂不能很好地产生交联反应，那么聚氨酯涂料的物理化学性能就会受到很大程度的影响。 TDI的特点是硬度好，干燥速度快，其分子中有苯环所以耐黄变性差，毒性大；MDI的特点是挥发性很低，漆膜柔性好、耐磨性好，但非常容易泛黄；HDI最突出的特点是可以制得高耐候，保光、保色性优良的外用聚氨酯涂料，冲击性最好，但是它的价格高。所以选用方案8较好。

3 结论

综上所述，通过不同树脂、不同类型固化剂选择配比试验研究，聚酯地板漆以蓖麻油改性聚酯树脂为主剂、HDI类N-75为固化剂，形成的聚酯地板漆膜 在抗冲击性、硬度、耐磨性等性能方面可达到较好的指标。