高性能环境友好型工程机械聚脲涂料的实验结果与讨论

　　2.1聚脲涂料的快干特性

 

　　为了适应工程机械制造商流水线作业，提高生产效率，要求产品在低温下干燥时间尽可能短。为此我们进行了聚脲涂料与反应较快的丙烯酸聚氨酯涂料的干燥速度对比实验，按照(TB/T 1728标准进行制板，设计了两种涂料经45 0C烘烤达到输入指标硬度所需时间的对比，测试结果如图1所示。

 

　　由图1可知，聚脲涂料的干燥速度比丙烯酸聚氨酯涂料要快，达到同一硬度指标，丙烯酸聚氨酯涂料所需时间几乎是聚脲涂料的1倍。这是因为两者的固化机理不同，丙烯酸聚氨酯涂料是经基与异氰酸醋反应，而聚脲涂料中是氨基与异氰酸醋反应，固化速度远快于经基与异氰酸醋。另外，还对比了在相同施工膜厚(SO }m)下两种涂料在不同温度下干燥45 min后的打磨性。测试结果如表3所示，由表3可知，两种涂料在不同温度下干燥45 min后的打磨性差异明显，经砂纸打磨测试，聚脲涂料表现为不粘砂纸，而丙烯酸聚氨酯涂料则明显粘砂纸，表明聚脲涂料的干燥性要快于丙烯酸聚氨酯涂料，且聚脲涂料能够在较低温度下短时间干燥至可经砂纸打磨，允许制造商设计为免烘烤流水线作业，大大节约了能源消耗，更加环保。

 

　　2.2聚脲涂料的低VOC排放特性

 

　　随着国家对企业VOC排放量管控愈发严格，施工过程中低VOC排放量的涂料越来越受到制造商的青目来。为此我们测试了聚脲涂料与丙烯酸聚氨酯涂料在不同私度下施工固体分的对比，结果如图2所示。

 

　　由图2可知，在适宜喷涂私度(20-}-40 s)范围内，聚脲涂料比丙烯酸聚氨酯涂料固体分高出35%，以涂膜厚度SO脚计，在施工过程中，聚脲涂料能比丙烯酸聚氨酯涂料减少VOC排放约300 g/L。可以预见，在未来涂料市场的竞争中，聚脲涂料会以其高固低私、施工固体分高脱颖而出。

 

　　2.3聚脲涂料的高硬度特性

 

　　工程机械涂料因其施工作业环境，对其机械强度要求高。我们对比了聚脲涂料与丙烯酸聚氨酯涂料的实干硬度，聚氨酯喷涂设备按照国标(TB/T 6739测得聚脲涂料实干硬度为SH，而丙烯酸聚氨酯涂料实干硬度为H。造成两者差异的原因可能是聚天门冬氨酸醋主链上的两个氨基是与异氰酸醋进行加成反应的活性基团，由此生成的腺键表现出很强的极性，在大分子两端形成遥爪结构，从而产生鳌合作用。除此之外，支链上高密度的醋键也为大分子链提供了强大的极性基团，从而使得聚合物制品具有很强的内聚能，表现在聚天冬氨酸醋涂料具有突出的机械强度[f81

 

　　2.4聚脲涂料的耐磨特性

 

　　聚脲涂料由于具有很强的交联密度，产品体系中硬段和软段均态分布，形成了互穿网络结构，使得涂膜具有极高的耐磨性。我们采用GB/T 1768-2006标准把聚脲涂料与环氧涂料和丙烯酸涂料耐磨性进行了对比，如表4所示。

 

　　从表4数据对比看，聚脲涂料耐磨性比环氧涂料要高出SO%，比丙烯酸涂料要高出2.5倍。聚脲涂料为工程机械提供了更好的耐磨防护，降低了工程机械在恶劣的碰撞、摩擦环境下的损坏程度，提高工程机械的使用寿命，降低了用户的维修和使用成本。

 

　　2.5聚脲涂料优异的耐老化性能

 

　　人工加速老化仪是涂膜耐候性能检测的常用设备，它是通过在实验室内模拟自然环境进行各种类型气候的涂膜老化试验，并给予一定的催化因素，从而克服天然曝晒试验所需时间长的不足[[9]紫外线是涂膜老化中的一个很重要的因素，大气中的温度、湿度和氧气的含量也对涂膜的老化起着重要的影响。

 

　　从表S中可以看到本文所制备的工程机械快干聚脲涂料的耐老化性能特别优异，不管是在氨灯测试条件下还是QL,TVB测试条件下，聚脲涂料的耐老化性能都远超丙烯酸聚氨酯涂料。这可能是因为，聚天门冬氨酸醋树脂中每个氨基上都连有一个庞大的丁二酸二(通常为乙基硒旨位阻结构，这种位阻结构能赋予聚合物涂料良好的抗紫外线作用，加上本身是以脂肪族异氰酸醋为固化剂，因此聚天门冬氨酸醋涂料的耐紫外线老化性能非常突出[[6, 8-9]