除复合薄膜外,常见有机涂料以液态构成。对粉末涂料也是如此,因在施工时通过熔融将其由固态转化为液态,然后液态涂料在基材上固化。一般来说,形成固态涂层有两种干燥机:一种是挥发除去溶解或分散涂料的介质的物理干燥;另一种是借助化学反应形成涂膜的化学固化。两者在干燥过程中又理可重迭。
物理干燥
许多施工过程仅以物理干燥将树脂转化成涂膜。这些树脂包括诸如溶解于有机溶剂中的氨基甲酸酯和氨基甲酸酯-脲聚合物。它们作为塑料和织物的涂层颇受注目。
物理干燥水分散体形式的基料,在自行施工建筑应用配方中已占主导地位。这些单组分体系易于使用,除特需抗耐性要求外,一般均能符合要求。必需强调的是,物理干燥体系未经交联,涂膜硬度全靠分子链间缔合作用。因此它们能被溶剂和清洁剂重新溶解或溶胀。
为改善其抗耐性,可采用平均相对分子质量高达150000g/ml的聚合物。然而,无限提高相对分子质量是不现实的,因这将提升涂料粘度而导致难以施工。水性和分散于两相体系的非水性物的状况不同。因此采用高相对分子质量聚合物措施仅在有限范围内使用。
化学干燥
必需区别单、双和多组分反应型涂料间的区别。
单组分聚氨酯体系可分为加热和室温交联两类。后者借助异氰酸酯的活性与空气中的湿气(水分)反应而交联,称之为湿固化/潮固化聚氨酯涂料。其涂层干燥速度取决于空气湿度以及下列因素:
·温度
·异氰酸酯基团活性
·涂膜厚度
·涂料亲水性
·聚合物支化(官能度)程度
·聚合物相对分子质量
·所用催化剂类型和用量
适用的外催化剂包括含有叔胺基的化合物,例如 DABCO[1,4-重氮双环(2,2,2)辛烷]以及金属盐如锡、锌和铋。若催化剂作为增效嵌段物结合进聚合物基体,则它不可能从涂料中迁移出,被称为内催化剂。该涂料是结合有羟胺或含叔胺基聚醚而生成的。
典型体系
除单组分湿固化端异氰酸酯预聚物基料外,稳定的单组分体系可由聚异氰酸酯与多元醇或多元胺组合配制而成。然而,需将单个组分或整个体系的活性基团进行改性。下述涂料体系是目前在用的基本类型:
·封闭的聚异氰酸酯/多元醇
-加热型溶液态涂料
-固态粉末涂料
·聚异氰酸酯/封闭的胺:后者与空气中湿气反应生成游离胺或与异氰酸酯在升高温度下反应
·微囊包封体系:此时共反应物被扩散膜隔离,需借助热量引发交联反应。
空气干燥涂料
单组分聚氨酯涂料也可借助与氧交联不饱和碳氢化合物进行室温固化。这些可由结合进聚氨酯聚合物中的适当脂肪酸或脂肪醇而生成。加入基于钴、铅和锰盐催干剂(主催干剂)(催化剂)以及镁、锌、钙、锶(助催干剂)等,使涂料在空气中交联。取决于树脂结构和周围条件,将发生不同反应。交联反应经常伴有基于自由基机理的副反应,生成酮、醛和其他氧化产物。
与上述脂肪酸改性聚氨酯不同,含有被位于α位羰基活化的双键或者烯丙醚基团的涂料,可在高能射线如UV照射下几秒钟内固化,此谓辐射固化。此类固化工艺的前提是单组分体系中含有适当高密度的双键,且加有光引发剂。

双固化工艺
引人注目的双固化体系是结合聚氨酯和UV交联机理其优点是成本效能过程可控;是辐
射源作用不到的区域对金属和塑料体系涂饰的适用性。

硅烷改性聚氨酯

以三烷氧基硅烷基团改性的聚氨酯是一类新产品,也可按单组分体系操作的。它们是由端异氰酸酯预聚物与特殊氨基烷氧基硅烷反应制得。以金属盐催化水解烷氧基硅烷基团,使之生成硅醇,继而硅醇进行缩聚交联

应用
采用单组分湿固化涂料体系的优点被数个缺点抵消,缺点是复杂的配料工序和需小心预干燥潮湿颜料。
双或多组分体系则不同,其注意点集中于多元醇和固剂的精确计量上。
配制双组分的颜料无需预干燥,将颜料加入多元醇组分中即可。另一优点是当厚涂层涂料固化时无气泡出现。采用不同催化剂可在较宽范围调节涂料活化期。
可用许多不同方法施工双组分聚氨酯涂料,活化期的控制是关键。基于芳香族聚异氰酸酯的粘合剂组合料的活化期比脂肪族的短得多,致使双组分操作设备需特别设计。
聚异氰酸酯与脂肪胺的反应活性很高,甚至双组分设备也不适于其应用。由于快速交联反应,设备的多个组件(软管、喷枪等)被生成的聚脲堵塞。为便于控制交联反应,必需对胺进行适当改性,即采用屏蔽或空间位阻技术。

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