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近日，广州联固精细化学有限公司的张文标发表了题为《水性双组分聚氨酯家具高光涂料的应用及配方设计方案》的论文。文章内容丰富，专业地探讨了水性双组分聚氨酯家具高光涂料的实际应用问题，引起了众多行业人士的关注。慧聪网特为大家带来这篇文章，供大家参考。以下是论文全文：
水性双组分聚氨酯家具高光涂料的应用及配方设计方案
广州联固精细化学有限公司张文标
【摘要】：公司自研特殊改性水性羟基丙烯酸乳液Uacryl4021（羟基含量1.5%）、二级分散体Uacryl2148H（羟基含量4.2%）可与亲水改性异氰酸酯Uahard3596A（NCO22%）搭配使用，制得具有优良综合性能的水性双组分聚氨酯涂料，具有优良的机械性能，涂膜硬度高、附着力好、抗划伤好等，并有出色的耐热抗回粘性、耐化性、耐候性和低温成膜性能，适用于各种用途的水性双组分聚氨酯家具涂料的配方设计。
【关键词】：羟基丙烯酸乳液；二级分散体；异氰酸酯固化剂；水性双组分聚氨酯涂料
前言
随着环保法规的健全和人们环保意识的增强，传统溶剂型聚氨酯涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放量受到愈来愈严格的限制，开发低污染、高性能、多功能的环保型水性涂料成为涂料技术发展的主要方向[1]。水性双组分水性聚氨酯涂料作为一种新的环境友好型涂料，凭借其低VOC含量，具有溶剂型双组分聚氨酯优良的机械性能、良好的耐化学品性、耐候性和低温成膜性能等特点，正在逐步取代传统的溶剂型涂料;而在与单组份水性涂料相比时，双组份水性聚氨酯涂料在成膜时，能够得到较高的交联密度和相对分子质量，这是单组份水性涂料所不能及的，因此被广泛应用于木器涂料行业[2]。
公司自研特殊改性水性羟基丙烯酸乳液Uacryl4021、二级分散体Uacryl2148H可与亲水改性异氰酸酯Uahard3596A搭配使用，通过不同的树脂比例调整可以满足各种类型水性双组分聚氨酯木器涂料配方设计需求，与进口同类产品对比，性能接近，配方成本优势明显。
1、水性双组分聚氨酯高光家具涂料配方设计方案
1.1水性双组分聚氨酯亮光清透底漆配方设计
表1 水性双组分聚氨酯亮光清透底漆参考配方
1.1.1施工工艺
基材：22*30CM贴皮纤维板、22*30CM红橡木；
施工工艺：透明底漆每道喷涂1.5个“十”，〈120微米，层间用600目砂纸打磨，每道间隔最少4小时；
施工环境：温度10-30℃，相对湿度30-60%；
开漆配比：100份A组漆：13.5份B组固化剂：20-25份水；混合均匀静置15分钟后施工；（n(-NCO)/n(-OH)=1）。
1.1.2性能特点
表2 水性双组分聚氨酯底漆性能参数
1.1.3性能评价及用途
当n(-NCO)/n(-OH)=1时相对于单独用羟基丙烯乳液做底漆，干燥速度快，硬度提升快，打磨性好，漆膜通透性比羟基丙烯酸乳液好，接近羟基丙烯酸分散体效果，底材入孔性和封闭性显著提高，丰满度好，保留羟基丙烯酸乳液厚涂（120微米膜厚）不易起痱子和暗泡的特点；当n(-NCO)/n(-OH)=1.5时，干燥速度较慢，但漆膜通透性好，底材入孔性和封闭性比n(-NCO)/n(-OH)=1时好，光泽和丰满度变化不大，厚涂（120微米膜厚）不起痱子和暗泡。从底漆性能要求和成本考虑，选择n(-NCO)/n(-OH)=1方案，综合优势明显。
用途：适用于高档家具、木门、办公桌、衣柜、床、儿童玩具用作底漆或者封闭底漆。
1.2水性双组份聚氨酯高光面漆配方设计
表3 水性双组份聚氨酯高光面漆参考配方
1.2.1施工工艺
基材：22*30CM1000目砂纸打磨好的水性透明底漆板（单组份底漆、双组分底漆、UV底漆层间附着力100%）；
施工工艺：喷涂1个“十”，〈60微米；
施工环境：温度10-30℃，相对湿度30-60%；
开漆配比：100份A组漆：30份B组固化剂：20-25份水；混合均匀静置15分钟后施工；（n(-NCO)/n(-OH)=1.5）。
1.2.2性能特点
表4 水性双组分聚氨酯亮光清面漆性能参数
1.2.3性能评价及用途
从表4的数据可以看出在水性双组分聚氨酯亮光清面漆中，n(-NCO)/n(-OH)值会影响漆膜的干燥速度、硬度提升时间、硬度、抗划伤性、通透性、丰满度、耐热抗回粘和耐化性等。当n(-NCO)/n(-OH)=1.5时，表干虽然慢些，但其他综合性能有明显的提升漆膜硬度提升快，特别是光泽、通透性、硬度、抗划性的差别是最明显的，所以做水性双组分聚氨酯亮光面漆除了控制羟基的百分含量，n(-NCO)/n(-OH)值也是很关键的影响因素，从表4可知n(-NCO)/n(-OH)=1.5综合性能是比较理想的。
用途：高档家具、木门、办公桌椅、衣柜。
图1 水性双分组聚氨酯亮光清漆
1.3水性双组分聚氨酯高光白面配方设计
表5 水性双组分聚氨酯亮光白面参考配方
1.3.1施工工艺
基材：22*30CM600或1000目砂纸打磨好的油性UV底漆板（单组分底漆、双组分底漆、UV底漆层间附着力100%）；
施工工艺：喷涂1个“十”，〈60微米；
施工环境：温度10-30℃，相对湿度30-60%；
开漆配比：100份A组漆：20份B组固化剂：15-20份水；混合均匀静置15分钟后施工；（n(-NCO)/n(-OH)=1.5）。
1.3.2性能特点
表6 水性双组分聚氨酯亮光白面漆性能参数
1.3.3性能评价及用途
从表5可知用Uacryl4021搭配Uacryl2148H适用于水性双组分聚氨酯亮光白面的配方使用，漆膜光泽可以达到92度（60度角光泽仪）左右，双组分高光白面的光泽一般要求在85度以上（60度角光泽仪）即可，而且对油性UV底漆附着力好，可以适用于涂装UV底漆的高档家装板材。Uacryl4021搭配Uacryl2148H配方设计方案可以根据成本和性能要求调整，可调整的空间很大，成本比单独使用水性羟基丙烯酸二级分散体低，漆膜性能兼备羟基丙烯酸乳液和羟基丙烯酸二级分散体两者的优点，快干、漆膜丰满度好、底材封闭性好不易塌陷的、润湿流平好、光泽高、漆膜交联度高、耐化性好等特点，完全可以满足高档家具、木门、办公桌椅、衣柜、家装板材涂装。
图2 水性双组分聚氨酯亮光白面
2、结语
公司自研特殊改性水性羟基丙烯酸乳液Uacryl4021、二级分散体Uacryl2148H搭配亲水改性异氰酸酯Uahard3596A在水性双组分聚氨酯涂料中使用，可以通过不同的树脂比例调整满足各种类型水性双组分聚氨酯木器涂料配方设计需求，与进口同类产品对比，性能接近，配方成本优势明显。
选择羟基丙烯酸乳液搭配羟基丙烯酸二级分散体做水性双组分聚氨酯涂料，首先要考虑它们之间的相容性以及稳定性，同时还要考虑跟水性异氰酸酯固化剂的匹配性，不然会有副作用产生，像析出颗粒、漆膜哑光发白等现象，做不出理想的效果。低羟基含量的羟基丙烯酸乳液Uacryl4021可以单独用于底漆或者哑光面漆配方，也可以和羟基丙烯酸二级分散体Uacryl2148H搭配用于底漆和面漆的配方设计，当羟基含量小于2%时比较适合用于底漆或者哑光面漆配方设计；当羟基含量介于2.3--2.5%时比较适合用于设计高透性的清底配方；当羟基含量介于3—3.5%时适合用于设计高透亮的面漆配方。
公司技术团队会对水性双组分聚氨酯涂料的结构、性能、成膜过程及反应机理的进一步研究，引入特殊功能分子结构，对水性双组分聚氨酯涂料的树脂和固化剂性能进一步深层设计和优化，使其可满足不同水性双组分聚氨酯涂料的性能要求。
[1] 张发爱.水性双组分聚氨酯涂料的制备及性能研究[D].西安:西北师范大学, 2004
[2] 瞿金清，黎永津，陈焕钦，等. 水性双组分聚氨酯涂料的研究进展[J]. 涂料工业, 2002，32(11):35-36
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