4.4.4　双组分水性聚氨酯涂料应用实例

实例4-18

以水性聚氨酯分散体配以水可分散多异氰酸酯固化剂制得水性双组分聚氨酯防锈漆，其各项性能指标均达到标准要求，同时兼具配制工艺简单切符合环保要求^[56]。

（1）水性双组分聚氨酯防锈漆配方

（2）制备工艺　按照涂料配方称取1^#～8^#原料，中速搅拌15min，然后研磨至细度≤25μm；再加入水性聚氨酯分散体、成膜助剂等，搅拌10min；最后用增稠剂增稠，用200目滤布过滤，便制得水性双组分聚氨酯防锈漆A组分。将A组分和B组分按合适的比例分开包装。

双组分聚氨酯涂料的施工：①A、B组分按规定质量配比配制，然后充分搅匀；②施工有效期为6h；③漆料搅匀后，需要静置20min，待气泡消失后施工；④涂膜需完全干燥后才能涂覆第2道涂料。

（3）水性双组分聚氨酯防锈漆性能（见表4-7）

实例4-19　双组分水性聚氨酯汽车罩光清漆^[57]

（1）水性羟基丙烯酸树脂的制备　首先配制包括单体甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羟乙酯（HEA）、苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）、叔碳酸缩水甘油酯（E-10p）、引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）、链转移剂十二烷基硫醇（DDM）等的混合溶液。在配备有冷凝管、搅拌器、温度计以及滴液装置的反应器中加入少量异丙醇溶剂，通入N₂升温85℃，先滴加混合溶液的10%，加入完成后保30min，再滴加剩余的90%混合溶液，2.5～3h内滴完，再保温1.5h之后，补加少量的引发剂以及溶剂，最后保温2h；然后，进行减压抽滤，除去部分异丙醇，固含量在80%以上；最后，将丙烯酸树脂降温至70℃，加入二乙醇胺和水，搅拌30min后出料，即制得水性羟基丙烯酸树脂。

（2）双组分罩光清漆的制造　双组分罩光清漆原料配方如下所示。按次序将A组分的各个成分加入带有搅拌装置的容器中，搅拌速度控制在500r/min，搅拌20min，得到组分A；根据水性多异氰酸酯的黏度和亲水性能，向其中加入适量的助溶剂进行稀释得到组分B；在搅拌速度200r/min的条件下，将B组分加入A组分中，搅拌20min，加入一定量的增稠剂和水调节至合适的黏度，熟化15min，即得双组分丙烯酸罩光清漆。

（3）双组分水性聚氨酯清漆的漆膜性能（见表4-8）

实例4-20　双组分水性聚氨酯水性重防腐涂料在桥梁钢结构上的应用实例^[58]

（1）水性重防腐双组分水性聚氨酯面漆配方　丙烯酸聚氨酯面漆赋予涂膜装饰性、耐候性及防腐性，水性体系用含羟基丙烯酸乳液与水性异氰酸酯固化剂配合使用。

（2）水性重防腐双组分水性聚氨酯面漆漆膜的性能（见表4-9）

实例4-21

通过在羟丙分散体的制备过程中引入具有不饱和双键的聚酯多元醇作为功能单体，采用半连续聚合工艺制备得到了高羟基含量、低黏度、低VOC的羟丙树脂水分散体，利用该分散体与多异氰酸酯固化剂配合，制得了性能优异的双组分聚氨酯涂料，其在金属、塑料等基材表面作为防腐涂料得到了较好的应用^[59]。

（1）羟基丙烯酸树脂水分散体的制备　将混合溶剂和E10P加入反应容器并搅拌升温至150℃；然后将单体和引发剂、链转移剂混合均匀，分成两份滴加，第一部分混合单体Ⅰ滴加5h，滴加结束后，保温1h；然后在第二部分混合单体中加入适量PACL，在2h内将混合单体Ⅱ滴入上述反应物中，滴加结束后，保温2h。最后降温至80℃，往反应器中滴入中和剂，滴加结束后加去离子水高速搅拌分散，最后得到外观呈白色淡黄且有明显蓝光的乳液状树脂分散体。羟基丙烯酸树脂分散体主要性能参数见表4-10。

（2）水性双组分聚氨酯防腐涂料配方（清漆）

（3）水性双组分丙烯酸-聚氨酯涂膜性能（见表4-11）

实例4-22

以水性树脂配用水分散型聚异氰酸酯固化剂，制得了双组分水性聚氨酯木器涂料，它具有优异的耐水性、耐候性及良好的耐化学品性，其各项性能指标均达到了溶剂型木器涂料的水平，且更加环保^[60]。

（1）双组分水性聚氨酯木器涂料配方

（2）制备工艺　将水性树脂加入搅拌罐中，用DeuAdd AA-95多功能胺中和剂调整pH值，加入润湿分散剂，搅拌均匀后，依次加入消泡剂、流平剂、紫外线吸收剂、成膜助剂等，搅拌10～15min，用水调整黏度合格，过滤，包装，备用。

（3）水性双组分聚氨酯木器涂料的性能指标（见表4-12）

实例4-23

风电叶片用双组分水性聚氨酯涂料由底漆和面漆构成，其A组分的基体树脂均采用水性羟基丙烯酸树脂；B组分固化剂：底漆采用聚醚改性HDI三聚体，面漆采用氨基磺酸盐改性HDI三聚体，物质当量比均选定n（—NCO）∶n（-OH）=1.5。底漆的颜填料选用金红石型二氧化钛、绢云母、石墨及空心微珠；面漆的颜料选用金红石型钛白粉。

颜基比分别为底漆0.75左右，面漆0.45左右。纳米SiO₂的加入提高了风电叶片涂料的交联密度、增进了致密性，提高了涂膜的综合性能。

根据双组分水性聚氨酯涂料的多重反应特性和成膜机理，选择适宜的助剂，以实现高性能和环保性的完美统一^[61]。

（1）风电叶片用双组分水性聚氨酯涂料配方

（2）制备工艺

① A组分的制备：去离子水在搅拌下加入分散剂、消泡剂、基材润湿剂、杀菌剂、纳米SiO₂浆、钛白粉、片状石墨粉、云母粉，高速分散30min，研磨至细度15μm，中速搅拌下加入水性羟基丙烯酸树脂、硅铝基空心微珠、消光粉、氟硅疏水剂，搅拌20～30min至均匀，调色，增稠，调整黏度，过滤，包装。

② B组分的制备：将水分散型异氰酸酯固化剂与丙二醇甲醚醋酸酯搅拌混合均匀。

（3）风电叶片用双组分水性聚氨酯涂料的性能指标（见表4-13）

续表