中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊：
多年前，很多人認(rèn)為雙組分水性聚氨酯涂料是難以實(shí)現(xiàn)的。一個(gè)重要原因是人們認(rèn)為多異氰酸酯中的NCO基團(tuán)會(huì)與水反應(yīng)生成聚脲，同時(shí)生成CO2，而難以得到致密的漆膜。但Bayer的化學(xué)師在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)某些多異氰酸酯在水中可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在，在多異氰酸酯液滴與水的界面上會(huì)形成一層具有臨時(shí)性保護(hù)作用的聚脲薄膜，這一薄膜的存在可以較長(zhǎng)時(shí)間阻止多異氰酸酯與水的進(jìn)一步反應(yīng)，從而使雙組分水性聚氨酯涂料技術(shù)可能得以實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的研究表明，將某一親水改性的HDI 三聚體分散在水中，經(jīng)過(guò)7 h 后，-NCO的保留率仍然大于90 %。
雙組分水性聚氨酯涂料的成膜機(jī)理與一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的區(qū)別，同時(shí)與溶劑型聚氨酯涂料的成膜機(jī)理也完全不同。圖1 為雙組分水性聚氨酯涂料的固化成膜示意圖。
圖1 雙組分水性聚氨酯成膜過(guò)程
由圖1可見(jiàn)，在雙組分水性聚氨酯涂料的成膜過(guò)程中，多異氰酸酯在前期并沒(méi)有過(guò)多的與多元醇或水發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，一直到大部分水分蒸發(fā)后，乳液與固化劑粒子相互接觸并擠壓，此時(shí)多元醇中的羥基以及殘余的水開(kāi)始大量地與固化劑中的-NCO基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由此可知，雙組分水性聚氨酯涂料適用期的表現(xiàn)形式與雙組分溶劑型聚氨酯涂料可能是完全不同的。很多時(shí)候，雙組分水性涂料體系的黏度變化會(huì)一直保持在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于初始黏度2倍的范圍內(nèi)，這就意味著，在溶劑型涂料中行之有效的通過(guò)黏度上升判斷適用期的方法，在雙組分水性聚氨酯體系中是不適用的。實(shí)際上，我們需要通過(guò)測(cè)試漆膜某些性能（如光澤、霧影、硬度、耐化學(xué)品性等）的突變點(diǎn)來(lái)判斷其適用期。
另一個(gè)需要注意的問(wèn)題是：如何確定雙組分水性聚氨酯涂料中-NCO與-OH的比值。一般來(lái)說(shuō)，多異氰酸酯與多元醇的反應(yīng)速度比與水反應(yīng)更快，但兩者仍然具有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。為了補(bǔ)償多異氰酸酯和水的副反應(yīng)而產(chǎn)生的損失，一般使用過(guò)量的多異氰酸酯，-NCO/-OH比率會(huì)選擇1.5~3.0。通常-NCO/-OH比例越高，涂膜的耐化學(xué)性越好，但干燥時(shí)間越長(zhǎng)，成本越高。一般情況下，-NCO/-OH的比例控制在1.5左右，這樣就能得到最佳的性價(jià)比。
