高固体分聚氨酯涂料
常规溶剂型聚氨酯体系的配制中,固体的百分比重为30%-40%,与挥发性有机化合物(VOC)的水平(5 lb/gal或更高)相当。根据更加严格的低散发量的规定,对低VOC含量涂料体系的需求已经增加,这种需求的增加导致对多聚羟基化合物和聚异氰酸酯中低黏度树脂的需求也随之增加。Bayer提供高固体分多聚羟基化合物组分,比如聚酯、聚丙酸酯、聚天冬氨酸酯,还提供可用于组配高固体分涂料的低黏度聚异氰酸酯。
为了适应市场对高固体分体系的需求和克服传统共反应物的局限,Bayer开发了一类新的共反应物,即聚氨基共反应物(PACs)。
过去,由于伯胺具有极高的反应活性,使它很难作为涂料中的共反应物,然而,阻碍型或封闭性胺的反应活性显著减低,比如聚天冬氨酸酯和亚胺醛(参考表1中的结构图),从而使PCAs成为一类可以用于配制聚氨酯的新类群。基于这些多聚氨共反应物而配制的体系中固体组分的水平超过60-70%,使得VOC的水平降到2 lbs/gal或更低。表1中还列出了利用聚天冬氨酸酯和亚氨醛作为共反应物的优点。由于各种各样具有不同反应活性和黏度的聚天冬氨酸酯可以利用,使得它成为配方师手中一种很通用的共反应物(表2)。可以混合两种或更多聚天冬氨酸酯以达到获得具有不同黏度和使用寿命的涂料的目的。基于PAC涂料的一个重要特征是它们具有很高的硬度,同时还具有良好的弹性。此外亚氨醛和聚天冬氨酸酯可与一些传统的聚酯和聚丙烯树脂兼容,因而如果把PAC 和聚酯/聚丙烯混配可以很容易达到期望的固体水平/VOC、硬度、黏度,同时成本也不会太高。
表1:聚天冬氨酸酯与亚氨醛的对比
聚天冬氨酸酯 | 亚氨醛 |
| |
优点
低黏度;
适中的当量和反应活性;
高硬度和良好弹性;
优良的风化和环境ETCH抗耐性。 | 优点
超低VOC水平,接近0;
使用寿命长;
比典型的聚氨基甲酸酯N/聚酯体系更快的干燥速度。 |
表2:聚天冬氨酸酯的特性
| PAC | Eq.Wt. | Viscosity (cps) | GelTime |
| A = Desmophen PAC NH-1420 | 277 | 1200 | 2-3 hr. |
| B = Desmophen MAC XP-7068 | 291 | 1500 | > 24 hr. |
| C = Desmophen PAC NH-1220 | 229 | 150 | < 5 min. |