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延长水性双组份聚氨酯体系活化期有妙招!(上篇)

延长水性双组份聚氨酯体系活化期有妙招!(上篇) 韶关德科美化工有限公司
2020-01-15
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导读:作为研发和生产涂料用原材料和功能化学品的厂家,德科美可为客户提供满足不同需求的水性树脂解决方案。


作为研发和生产涂料用原材料和功能化学品的厂家,德科美可为客户提供满足不同需求的水性树脂解决方案。依托强大的技术支持,德科美从树脂研发、生产到应用,全套技术贯通。

编者按


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水性双组分聚氨酯涂料活化期较短难题
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双组分聚氨酯涂料(2KPU)因其综合性能优异而被广泛应用于交通工具、数码电器、木器等工业产品的涂装之中。


当前,随着环保导向和水性技术的不断发展,特别是水性异氰酸酯固化剂及水性丙烯酸分散体/乳液的设计和合成技术取得了重大突破和长足的进步,水性双组分聚氨酯涂料(2KWPU)正日益成为水性环保涂料的主打产品之一,圈粉无数。



然而,该体系目前也面临着一些难题亟待解决,其中活化期的问题就是其中之一。众所周知,固化剂组份所含有的异氰酸酯基团(-NCO)具备较强的反应活性。


在2KWPU中,水已然取代大部分的有机溶剂,成为了主要的分散介质,这也意味着该体系中遍布着可与-NCO基团反应的羟基(-OH)


在此大背景下,加上一些其它因素的影响,共同使得该体系的活化期问题凸显。其直观表现就是在通常情况下,2KWPU的活化期一般仅为2h左右甚至更短。远远小于溶剂型2KPU的4-8h(有些2KPU体系的甚至更高)。


活化期较短的问题给相关产品的施工应用带来较大的负面影响,例如相关产品调漆后喷涂施工的时间窗口较窄、粘度上升较快、易胶化导致浪费,漆膜外观和性能下降太快、故一次性调漆量严重受限制,由此影响生产施工的节奏和效率,抬升了水性漆使用成本,不利于2KWPU涂料的推广应用。


根据笔者和周边同事亲身经历的一些开发和实践经验,针对2KWPU活化期短的问题,我们可以试着从以下几方面入手加以改善和解决:


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水性双组分聚氨酯涂料活化期较短解决方案
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1、为主漆选择合适的树脂体系

不同类型的树脂与-NCO基团的反应活性差异较大,德科美凭借着独特的产品结构设计,赋予了丙烯酸分散体产品优异性能的同时,有效的延长了产品的活化期。例如Dkmcryl W6637、W6635等产品,通过搭配Dkmonat固化剂系列产品,其活化期可以达到4小时。



2、选择合适的异氰酸酯固化剂产品

水性双组分聚氨酯体系使用的异氰酸酯固化剂,需要从结构上对其进行亲水改性,形成含有亲水结构的固化剂产品。德科美提供的Dkmonat W7107、W7112分别采用了离子型和非离子型两类改性技术,凭借特殊的结构设计,能够给体系带来更长的活化期。



3、避开某些材料的选择雷区

实践中发现:在水性体系中,一些颜填料和助剂(例如一些有机胺类)事实上会催化-OH与-NCO的反应,导致活化期显著低于预期,因此在配方设计时要灵活地避开。


4、优化体系的pH值

水性涂料的pH值大都在7.0-9.0区间。测试表明,pH值越高,-OH与-NCO反应的速率更快,从而显著影响活化期。一个建议性质的pH优选范围在7.5左右,这样能充分保证体系的储存稳定性和一些助剂的正常效用发挥,也能兼顾活化期的合理延长。



以上方法谨为2KWPU体系活化期的延长提供了一些开放性的解决思路,希望能起到一定的参考和帮助作用。


当然,解决的方法并不只有这几个,欲知2KWPU体系活化期的延长还有哪些解决思路,敬请关注下一篇~



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