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水性聚氨酯分散体的合成及在汽车漆中的应用研究

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水性聚氨酯分散体的合成及在汽车漆中的应用研究


    传统溶剂型涂料中溶剂的挥发是继汽车尾气排放及烟雾漂尘之后的第三大空气污染源,是PM2.5的主要来源之一。在传统汽车修补漆体系中,金属闪光底色漆中含有80%的有机溶剂,是汽车涂装工业VOC排放的最主要来源之一。如果将其水性化,可使单位涂装面积的有机溶剂排放量降低70%左右。从国外汽车修补漆行业的发展趋势来看,为了降低修补漆对环境和喷涂工人的伤害,水性漆已得到了普遍应用。本文结合汽车底色漆性能要求,开发了一种聚氨酯分散体YWD1000,并用该分散体通过配方优化制备了一款水性银粉漆,搭配水性无酯色浆体系,具有优异的施工性、附着力及耐水性,能完美地取代传统的溶剂型1K底色漆。

1 试验部分

1.1 试验原料 

  异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),德国进口;聚酯二元醇,自制;聚碳酸酯二元醇,日本进口;二羟甲基丙酸 (DMPA),美国进口;1,4-丁二醇(BDO),国产;二甲基乙醇胺(DMEA),美国进口;三乙醇胺(TEA)、乙二胺(EDA),国产;去离子水,自制。

1.2 主要仪器和设备

  搅拌机,四口烧瓶,电热套,分散机,粒径分布仪。

1.3 树脂合成

1.3.1 树脂合成参考配方

  树脂合成参考配方见表1。

1.3.2 树脂合成工艺

  在装有温度计、冷凝管和搅拌装置的四口瓶中,加入聚酯二元醇,升温到110 ℃真空脱水1 h后,降温到60 ℃以下,加入BOD、DMPA、BOD及IDPI,开搅拌,升温到75 ~ 80 ℃,恒温 4 ~ 5 h,测试—NCO含量达到理论值后,降温到60 ℃以下,加入中和剂DMEA,分散30 min,测试 pH达到设计值后,高速分散加去离子水,加完保持高速分散15 ~ 20 min,然后保持温度40 ℃以下,加入扩链剂,恒温反应30 min后降温过滤出料。

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