環(huán)氧樹脂網(wǎng)(www.ytfilter.com)最新報(bào)道[此消息來源于網(wǎng)絡(luò)]。

吳明江，阮家聲，王雪琴，蔡彥，左向陽(yáng)，李亞勇

(航天科技集團(tuán)公司四院四十二所，湖北襄樊441003)

摘要:以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、二羥甲基丙酸(DMPA)和甲苯二異氰酸酯(TDI)等為主要(文章來源環(huán)球聚氨酯網(wǎng))原料，配合防老劑和紫外光吸收劑，用預(yù)聚體法制備不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的單組分水性聚氨酯樹脂;以此樹脂為基礎(chǔ)，用鈦白粉作為著色劑，制備白色水性聚氨酯路標(biāo)涂料。研究結(jié)果表明，預(yù)聚體法制備的水性聚氨酯樹脂在40℃下放置24h即可達(dá)到最終性能;水性聚氨酯樹脂在水中呈柱狀分散;以此樹脂制備的水性聚氨酯路標(biāo)涂料附著良好，表干時(shí)間短，各項(xiàng)指標(biāo)符合路標(biāo)涂料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞:水性聚氨酯;預(yù)聚體;路標(biāo)涂料

中圖分類號(hào):TQ630.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-2191(2011)01-0061-03

我國(guó)的公路總里程已達(dá)到368萬(wàn)km[1] ，公路承擔(dān)的客、貨運(yùn)量分別占全國(guó)總運(yùn)量的88.7%和99%，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和命脈[2] 。但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的交通基礎(chǔ)設(shè)施不足，管理薄弱。例如道路線標(biāo)，除了大中城市和高等級(jí)公路外，一般道路上大部分無(wú)標(biāo)線，嚴(yán)重影響行車安全。

我國(guó)研制及使用路標(biāo)涂料的歷史不長(zhǎng)，最早在20世紀(jì)70年代使用氧化固化型酯膠漆[3] ，80年代開發(fā)了環(huán)氧、氯化橡膠、丙烯酸型路標(biāo)涂料。

到了90年代，隨著我國(guó)丙烯酸工業(yè)的迅速發(fā)展，丙烯酸路標(biāo)涂料成了我國(guó)溶劑型自干路標(biāo)涂料的主流[4] 。目前我國(guó)路標(biāo)涂料以丙烯酸類常溫溶劑型和C5石油樹脂及松香改性樹脂類的熱熔型為兩大支柱，均為低檔溶劑型路標(biāo)涂料。

近年來開始研制并使用水性標(biāo)線涂料，但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率非常小，不像北美洲大面積使用。

水性標(biāo)線涂料的主要特征是以水代替溶劑，有機(jī)揮發(fā)物含量(VOC)極低，屬環(huán)保性產(chǎn)品，施工方式主要是噴涂。

目前，水性路標(biāo)涂料主要是水性丙烯酸型，考慮到水性聚氨酯在性能方面獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)水性聚氨酯路標(biāo)涂料是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原料

聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)：工業(yè)品，青島新宇田;甲苯二異氰酸酯(TDI)：工業(yè)品，甘肅銀光;二羥甲基丙酸(DMPA)：工業(yè)品，廣州匯采;三乙胺(TEA)：分析純，上海化學(xué)試劑公司;鈦白粉：杜邦公司;重晶石粉：福威礦業(yè)。

1.2路標(biāo)涂料用水性聚氨酯樹脂合成

將計(jì)量好的聚酯多元醇、DMPA、小分子擴(kuò)鏈劑及交聯(lián)劑加入四口燒瓶，緩慢升溫至100℃，減壓脫水2h，降溫至55~65℃，加入計(jì)量好的TDI，在75℃反應(yīng)3h，二正丁胺滴定反應(yīng)終點(diǎn)，將物料降溫至50℃以下，加入DMPA量的90%的TEA中和10min，然后將物料加入計(jì)量好的水中，乳化15min，得到一不揮發(fā)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%、半透明的淡藍(lán)色乳液，0.074mm(200目)濾網(wǎng)過濾，備用。將此乳液在40℃下熟化24h，得到性能穩(wěn)定的水性聚氨酯樹脂。

1.3白色路標(biāo)涂料制備

取240g上述水性聚氨酯樹脂，加入潤(rùn)濕分散劑和消泡劑，充分?jǐn)嚢瑁缓笙蛉橐褐屑尤?50g鈦白粉，100g重晶石粉，充分研磨，再加入流平劑、殺菌防腐劑等助劑，調(diào)整黏度和pH值，即得到一白色路標(biāo)涂料。

1.4路標(biāo)涂料的分析測(cè)試

路標(biāo)涂料的分析測(cè)試按照J(rèn)T/T280—2004路面標(biāo)線涂料[5]執(zhí)行。

2結(jié)果與討論

2.1乳化前NCO含量對(duì)乳液性能的影響

預(yù)聚法制備水性聚氨酯時(shí)，為了能保證乳化前的預(yù)聚體黏度和乳化后樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量，異氰酸酯要保證一定的過量，即在乳化前是NCO封端的預(yù)聚體。NCO的含量決定著乳化前預(yù)聚體的黏度，直接影響是否能順利乳化;NCO的含量對(duì)乳化后樹脂的分子結(jié)構(gòu)有很大的影響，隨著NCO含量的增加，樹脂中脲鍵的含量增大，樹脂的內(nèi)聚強(qiáng)度增強(qiáng);因此，預(yù)聚法合成水性聚氨酯時(shí)選擇合適的NCO含量尤為重要。預(yù)聚體中NCO含量對(duì)乳液的性能影響見表1。

由表1可知，隨著NCO含量的增加，預(yù)聚體的相對(duì)分子質(zhì)量和黏度減小，乳化性能由難變易，乳液中膠粒粒徑的變化使得乳液狀態(tài)由乳白變?yōu)榈{(lán)至淡黃。NCO含量過低，預(yù)聚體相對(duì)分子質(zhì)量和黏度較大，造成轉(zhuǎn)相困難，貯存穩(wěn)定性較差;NCO含量過高，在一定的DMPA含量下，部分預(yù)聚體分子鏈上可能沒有親水基團(tuán)，造成乳液中膠粒的親水性和相對(duì)分子質(zhì)量差異較大，貯存穩(wěn)定性差。所以選擇預(yù)聚體中NCO質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%左右較為適宜。

2.2水性聚氨酯樹脂的性能穩(wěn)定性

含NCO的預(yù)聚體在水中乳化后，NCO不能很快反應(yīng)完全，特別是一些包裹在膠粒內(nèi)部的NCO基團(tuán);因此，預(yù)聚法合成水性聚氨酯需要一個(gè)熟化過程。實(shí)驗(yàn)表明，制備的乳液在40℃下后熟化24h，氣質(zhì)聯(lián)用分析顯示，基本無(wú)CO2氣體放出，可以認(rèn)定NCO已經(jīng)完全參加反應(yīng)，樹脂的性能處于穩(wěn)定狀態(tài)。

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