聚氨酯涂料是 20 世紀(jì) 60 年代開始興起的一種涂料技術(shù)，它以優(yōu)異的性能在汽車工業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著各國對 VOC(有機(jī)揮發(fā)物)影響環(huán)境的重視，對低 VOC 或不含VOC 的環(huán)保型涂料的開發(fā)也日益受到關(guān)注。20 世紀(jì) 70 年代，水性聚氨酯分散體技術(shù)獲得突破；20 世紀(jì) 90 年代，水性雙組分聚氨酯技術(shù)和水性封閉型聚氨酯技術(shù)獲得突破。20 世紀(jì) 90 年代后，水性聚氨酯原材料在汽車涂料中應(yīng)用增長速度驚人。

      汽車涂料主要分為高溫烤漆和低溫烤漆，高溫烤漆是指烘烤溫度在 130~190 ℃，低溫烤漆是指烘烤溫度低于60 ℃。轎車或者是體積比較小的卡車和商用車都可以采用高溫烤漆；而尺寸比較大的汽車(公共汽車和重型卡車等)在顯著高于室溫的干燥房中固化涂料是不經(jīng)濟(jì)的，所以往往采用低溫烤漆來涂裝。今天小編為大家介紹了高溫烘烤型水性單組分聚氨酯涂料技術(shù)，以及它們的性能和在汽車涂料中的應(yīng)用。

1 高溫烘烤型水性單組分聚氨酯技術(shù)以及在汽車涂料中的應(yīng)用

1.1 高溫烘烤型水性單組分聚氨酯技術(shù)

(1). 高溫烘烤型水性單組分聚氨酯技術(shù)在水性中涂的應(yīng)用

      用于水性中涂的高溫烘烤型水性單組分聚氨酯通常包括含羥基的水性樹脂、不含羥基的水性樹脂和水性封閉型多異氰酸酯。含羥基的水性樹脂主要是指含羥基的聚酯樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚氨酯樹脂和聚酯改性丙烯酸樹脂；不含羥基的樹脂主要是水性聚氨酯樹脂。水性羥基聚酯樹脂主要是起到顏料潤濕的作用，水性羥基丙烯酸樹脂主要是起到提高表面干燥速度和提高打磨性的作用，水性羥基聚氨酯樹脂主要是起到提高漆膜的機(jī)械性能的作用，比如耐石擊性能，聚酯改性丙烯酸樹脂主要是起到一些特殊的作用，比如提高中涂的外觀和硬度等。水性不含羥基的聚氨酯樹脂主要是起到提高表面干燥速度和提高耐石擊性能的作用，另外對提高噴涂的固含和膜厚也有幫助。水性封閉型多異氰酸酯作為固化劑，可以與含羥基的樹脂固化，當(dāng)然，三聚氰胺也是很重要的一種固化劑，也常常被用在水性中涂的配方中。表 1 列出了水性中涂常用樹脂的基本性能。

      水性樹脂的選擇是由施工工藝和對漆膜性能的要求決定的。水性中涂配方可以用含羥基的聚酯樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯改性丙烯酸樹脂和不含羥基的水性聚氨酯樹脂，用水性封閉型多異氰酸酯和三聚氰胺來固化。水性中涂配方也可以簡單地用聚酯樹脂和三聚氰胺來固化。在開發(fā)一個(gè)新的配方之前，首先必須明確施工工藝和對漆膜性能的要求，然后根據(jù)樹脂的不同特性來選用不同的樹脂來達(dá)到事半功倍的效果。

      當(dāng)對涂料的涂裝效率要求不高時(shí)，也即是對干燥時(shí)間沒有特殊要求，比如水性“三涂二烘”工藝，水性中涂的配方可以全部采用水性含羥基聚酯樹脂、封閉型多異氰酸酯固化劑和三聚氰胺固化劑。水性中涂經(jīng)高溫固化后，硬度、打磨性和機(jī)械性能都可以和傳統(tǒng)的溶劑型中涂想媲美。

      當(dāng)涂料的涂裝效率要求特別高時(shí)，也即是干燥時(shí)間要求特別短時(shí)，比如說最新的水性“三涂一烘”工藝，水性中涂的配方應(yīng)該推薦用聚酯樹脂作為研磨樹脂，用含羥基丙烯酸樹脂、不含羥基聚氨酯樹脂和含羥基聚酯改性丙烯酸樹脂搭配使用，固化劑推薦使用封閉型多異氰酸酯固化劑和三聚氰胺固化劑。這樣的配方可以提高施工效率，同時(shí)漆膜的性能也很優(yōu)異。表 2 列出了施工工藝和原材料選擇的關(guān)系。

      近來國外汽車油漆供應(yīng)商提出一種新的涂料概念，即無中涂汽車漆，比如 Dupont 公司的 EcoConcept 涂料體系，PPG 公司用底色漆來替代中涂，BASF 公司用帶色中涂來替代傳統(tǒng)中涂。表 3 列出了無中涂水性汽車漆的詳細(xì)情況。相對于傳統(tǒng)中涂，這幾種新的工藝有很多優(yōu)點(diǎn)，比如說涂裝效率都大幅提高而且涂層的膜厚都大幅降低，既節(jié)約了時(shí)間也減少了能耗；這幾種工藝的涂裝效率可以提高 30%以上，中涂(或底色漆 1)和底色漆(或底色漆 2)的總膜厚可以降低到 30~35 μm 左右。

(2). 高溫烘烤型水性單組分聚氨酯技術(shù)在水性底色漆中的應(yīng)用

      水性底色漆主要起到遮蓋、著色的作用，對樹脂的要求主要是層間附著力、耐候性、顏料潤濕性和施工性能。目前水性底色漆的樹脂主要以含羥基丙烯酸樹脂和水性不含羥基聚氨酯樹脂為主，固化劑采用三聚氰胺和封閉型多異氰酸酯。由于這幾類樹脂的性能在水性中涂部分已有介紹，在此就不再一一介紹。

(3). 高溫烘烤型水性單組分清漆

      汽車清漆的水性化目前還處在研發(fā)和實(shí)驗(yàn)階段，主要是外觀還沒有和目前使用的溶劑型涂料想比。

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