2K 水性丙烯酸聚氨酯涂料的成膜物质体系

2K 水性丙烯酸聚氨酯涂料的成膜物质体系2K水性丙烯酸聚氨酯涂料的研发开始于1988年。同年，启动了2K水性丙烯酸聚氨酯涂料在汽车修补漆方面的应用。1997年，第一代2K水性丙烯酸聚氨酯涂料上市。第一代水性丙烯酸聚氨酯产品的特点是需要较长的闪干时间和较慢的干燥速度，无法适应整车涂装工艺。因此，第一代水性丙烯酸聚氨酯涂料在市场上的份额较小。由于这一技术缺陷来源于其树脂体系的设计，因此很难客服第一代水性丙烯酸聚氨酯的技术缺陷。

第一代2K水性丙烯酸聚氨酯涂料使用的多元醇分散体含有大量的经过部分中和的羧基和非离子基团。这些基团使得多元醇能够实现自乳化和后续的稳定分散。这些多元醇分散体可以是聚丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯或其杂化树脂。为了保证2K水性丙烯酸聚氨酯涂料最终涂膜的充分和均匀交联，多元醇分散体和异氰酸酯固化剂混合后必须进行非常充分的搅拌。

常用的异氰酸酯固化剂有：(1) HDI三聚体及其亲水改性版；

(2)IPDI三聚体及其亲水改性版；(3)疏水固化剂和亲水固化剂的混合版。将异氰酸酯固化剂乳化分散至多元醇分散体的方法有：(1)利用水性多元醇部分充分的乳化能力乳化油性的异氰酸酯固化剂；(2)在异氰酸酯上修饰足够的亲水基团，使其能够进行自乳化；(3)在体系中加入乳化剂；(4)结合上面的三种方案。

在设计水性丙烯酸聚氨酯涂料成膜物质时，需要考虑到的要点有：(1)限制成膜物质体系中总的亲水基团的含量，否则会降低最终涂层

的耐水性；(2) 成膜物质体系中的多元醇和固化剂必须能够被比较容易的混合均匀，市场比较青睐能够只通手动搅拌就能混合均与的成膜物质体系。

水性丙烯酸聚氨酯涂料的混合受到包含水性多元醇分散体的主漆粘度和固化剂粘度之间差异的影响。

水性丙烯酸聚氨酯涂料经常遇到的问题是涂膜的起泡。起泡的机制有：(1) 在空气喷涂的过程中，大量的气泡被限制在涂膜内，而水性涂料中的乳化剂成分会起到稳泡的作用，进而阻碍的涂膜中气泡的释放；(2) 在水性丙烯酸聚氨酯涂料中，固化剂中的异氰酸酯基能够与水反应生产二氧化碳，进一步加剧了涂膜中气泡的产生，多元醇分散体中的胺中和剂能够催化异氰酸酯与水的反应，进一步加剧了这一过程；(3) 在水性丙烯酸聚氨酯涂料中，多元醇分散体上含有大量的羧基，在干燥的过程中，羧基与固化剂上的异氰酸酯基团反应生成二氧化碳，进而产生气泡。