超长寿命聚天门冬氨酸酯重防腐涂料

超长寿命聚天门冬氨酸酯重防腐涂料
产品简介：
超长寿命聚天门冬氨酸酯重防腐涂料采用新型结构的聚天门冬氨酸酯做为主体树脂，脂肪族异氰酸酯为固化剂；该涂料具有高固低粘特性、耐紫外线试验超过4000 h，耐磨性能优异。

是一种优秀的环保型长效重防腐涂料。

施工活化期可以延长到2-3 h，解决了长期存在的聚天门冬氨酸酯涂料施工期限过短的问题。

成分：
原料名称用量（%）
A组分：
F524树脂20
F520树脂20
D2925树脂10
R595钛白粉40
炭黑适量
BD-8330分散剂0.6
BD-8141分散剂0.8
流平剂0.4-0.6
消泡剂0.2
防沉剂0.3
紫外吸收剂0.5-2
溶剂余量
Total 100
B组分：
HDI三聚体50-60
SP-103P弹性固化剂10-15
醋酸丁酯10-20
除水剂适量
Total 100
使用比例：A组份：B组份=2:1 nNH/nNCO=1.0:1.05
涂料原理：
| 树脂对性能的影响
聚天门冬氨酸酯树脂种类的选择对涂层性能有决定性影响。

树脂F520是一种传统的聚天冬树脂，相当于国外牌号NH1520，该树脂的特点是相容性好，涂膜外观通透丰满，施工活化期长。

由于F520分子结构中-NH基团为冠状侧链烷基，加上其邻位环烷链上的甲基位阻效应，妨碍了-NHR基团与异氰酸酯-NCO基团反应成膜后所形成的分子链的自由旋转，导致其涂膜玻璃化温度(Tg)高，耐冲击性差。

研究表明，其与HDI三聚体制成的涂膜，在10℃以下便开始变脆，对基材附着力全部丧失。

因此必须对其性能进行改性。

传统改性方法之一是加入羟基丙烯酸树脂，并且加入量要非常大，此法相当于用F520聚天门冬氨酸酯改性丙烯酸树脂，效果有限，失去了实际意义。

第二种方法是加入F420（或拜耳NH1420），确实可以达到改善涂膜脆性的目的。

但F420单独与HDI三聚体反应，活化期≤20min，当与F520树脂1：1比例搭配时，活化期不超过30min，而涂膜表面干燥时间超过3h，相当于集中了二者缺点，难以为使用者所接受，这应是聚天门冬氨酸酯虽然作为一种优秀的高分子材料，却难以在涂料行业顺利推广的根本原因。

为了解决上述难题，飞扬化工研制成功F524和D2925两种新型结构的聚天门冬氨酸酯树脂，F524树脂基本性能相似于F420(相当于国外牌号NH1420)，不同之处在于和HDI 三聚体固化剂反应时，凝胶时间在50min以上。

并且与有机硅助剂的相容性远好于F420，涂膜外观大为改善。

F524与F520树脂大致以1：1比例搭配，作为高固低粘涂料，性能最好，其施工活化期2-3h，涂膜表面干燥时间1h，此举顺利解决了聚天门冬氨酸酯涂料的施工难题。

D2925树脂为固体份60%的聚合型大分子聚天门冬氨酸酯化合物，凝胶时间更长，柔韧性更好，适合与弹性固化剂配合做弹性涂料，适当添加可更好地改善涂膜的物理力学性能和施工性能。

在本涂料配方中用量为10%左右。

| 固化剂对性能的影响
聚天门冬氨酸酯涂料有着极好的耐紫外线性能，必须选择与之匹配的脂肪族异氰酸酯固化剂。

研究表明，并不是市场上所有牌号的HDI三聚体都能有超长的耐候性。

这里选用拜耳公司生产的某个牌号固化剂为主体树脂；
由于聚天门冬氨酸酯独特的分子结构，分子量小，成膜后交联密度比较大，有一定的收缩性，易造成涂膜内部应力集中，故最好加入柔性的固化剂来改善之。

加入10-15%飞扬化工研制生产的弹性固化剂SP-103P，可以使涂膜正反两面冲击试验均超过50 kg.cm。

这是一种抗紫外线非常好的弹性固化剂，可以保证涂层有足够的韧性。

| 助剂对性能影响
普通有机硅助剂和聚天门冬氨酸酯的相容性有限，容易发生缩孔，暗泡、漆膜失光等缺陷。

必须优选好助剂，流平剂用EFKA3600和BYK333，是比较好的选择。

| 紫外吸收剂的影响
紫外吸收剂抗紫外线的基本原理是其分子中的特定基团吸收一定波长的紫外光子后，电子从基态被激发到高能级轨道，导致分子重排形成激发态，不稳定的激发态结构重新跃迁回基态，恢复原来的结构，同时释放能量，释放的能量以热能形式放出。

如此循环往复，将涂膜吸收的紫外光能不断转化为热能散失掉。

关系式△E=hc/λ，其中h为普朗克常数，λ为紫外光的波长，△E为所释放的热能。

因此加入紫外吸收剂，有助于提高聚脲涂层的耐紫外光性能。

一般推荐添加量为配方的0.5-2.0 %。

| 触变防沉剂剂的选择
本产品固体份含量在90 %以上，含40 %的钛白粉颜料，涂料比重大，容易沉积于底部，因此必须解决颜料的沉降问题。

常用防沉剂有有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡等。

气相二氧化硅在此体系中分散比较困难，聚乙烯蜡、聚酰胺蜡对聚脲涂料的凝胶时间有消极影响，这里选用有机膨润土作为防沉剂。

该助剂同时可解决涂料在立面厚涂时的流挂问题。

| 颜料的选择
颜料选择兼顾吸油量和耐候性，低的吸油量的颜料可保证研制出高固低粘的色漆涂料，耐候性好的颜料可保证有足够的耐久性，此配方中选择金红石型钛白粉和FW200高色素炭黑。

制成灰色面漆。

钛白粉添加量为40 %以保证涂膜有足够的遮盖力。

| 除水剂的选择
聚天门冬氨酸酯树脂的凝胶时间与许多小分子的催化有关。

研究表明，含羟基的小分子化合物对NH/NCO反应有明显催化作用，如甲醇、乙醇、乙二醇、水分等，会较大程度缩短涂料的活化期。

所以，聚天门冬氨酸酯聚脲涂料中应避免混入水分和低分子醇。

根据此原理，在配方中加入除水剂或分子筛不失为一种行之有效的手段。

| 防止色漆浮色发花的措施
聚脲色漆涂料和所有种类的色漆一样，由于各种颜料的比重、粒径大小不一，涂层成膜过程中易形成贝拉德漩涡，造成颜色不均匀。

加入能降低表面张力的有机硅助剂，可以有效防止浮色或发花的现象出现。

检测工艺：
特性：
检验项目检测结果检测方法备注
固体含量（%） 90.5
125 ℃ 1H
GB/T1725-2007
细度（μm） 15
GB/T6753.1-2007
表干时间h 1
GB/T1728-1989
实干时间h 24
GB/T1728-1989
施工期限h 3
GB/T1728-1989
柔韧性mm 1
GB/T1731-1993
耐冲击kg.cm 50（正、反）
GB/T1732-1993
铅笔硬度 3H
GB/T6739-2006
耐磨性g 0.02
GB/T1768-2006
750g/500r
附着力（划格法） 1 级
GB/T9286-1998
间距1mm
耐碱性240h
漆膜完好，无异常 GB/T9274-1988
10 %NaOH溶液
耐酸性240h
漆膜完好，无异常 GB/T9274-1988
10 %H2SO4溶液
耐机油240h
漆膜完好，无异常 GB/T9274-1988
冷热交替循环
（3个循环）漆膜完好，无异常 HG/T2884-1997
一个循环：
-20℃×1h→ 80℃×1h
耐盐雾2000h合格
GB/T1771-2007
配套环氧富锌底漆
耐人工老化4000h
色差△E=2.9
失光率15%
ASTM
D4587-2005
QUV313nm
生产工艺：
施工条件：
①施工场地要求。

现在有些施工单位在涂装时，涂装区露天作业，受大气环境影响，无法做到清洁和干燥，已经除锈的涂件表面和涂装好的表面被灰尘、喷砂飞扬的沙粒、雨水、脂、焊接飞溅或其他脏物附着在上面，影响漆膜质量。

从构件周期寿命和价值工程角度考虑，除锈和涂装应当在封闭车间内进行，以保护过程质量。

②施工环境温度一般要求在5～38 ℃，温度过低涂料中的固化反应停止，过高则需要大量使用稀释剂，影响漆膜质量。

现场应设置温度计，按照厂家提供的产品使用指南规定的温度条件操作。

③要特别注意相对湿度应＜85%，钢材温度高于露点温度，以防止基层和前道涂层有结露现象。

涂装后4 h 内不得淋雨，防止水分存留加剧电化学反应。

施工方法：
高压无气喷涂方式具有功率高、涂料损失少、一次涂层厚的优点，应当尽量选用。

施工时按照自上而下、先里后外、先难后易、纵横交错的方式进行涂装。

传统的滚涂、涂刷与之相比，工艺落后，质量控制难度大，应减少使用。

施工要点：
Z 要选好磨料，尽量减少河沙使用量，采用强度高、质地坚硬、棱角分明的磨料；
Z 调节好喷射压力，增加喷射动能，除掉钢材表面较坚硬的氧化铁皮；
Z 调整角度和距离，用45°射出角，克服自重阻力，使动能损失最小；
Z 喷嘴形状，使用带有膛线的喷嘴，使磨料以旋转状态高速喷出，加大除锈效果；
Z 表面粗糙度，以40～60 μm 最为适宜，过大过小都会对涂膜造成不利影响；
Z 使用质量基准作为评价参照，除（GB8923-88）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定的表面质量文字描述之外，还应当对照该规范所列的28 张标准图片现场比对，确定除锈效果；
Z 控制除锈后的涂装时间，应当在除锈结束后4～6 h 内进行涂装，过期的重新处理，以免受到外界环境侵蚀，影响涂装质量。