聚氨酯抗風(fēng)沙磨蝕涂料的研究開發(fā)及制造

    （4）聚氨酯中的氨酯鍵可以形成氫鍵，在外力作用下，氫鍵可以分離而吸收外來的能量（每摩爾吸收20～25kJ）。當(dāng)外力除去后又可重新再形成氫鍵。因此，使聚氨酯涂料膜具有高度機(jī)械磨性和柔韌性［2］、較強(qiáng)的抗風(fēng)沙撞擊性。

    2.2顏填料對涂膜性能的影響
    未添加顏填料的環(huán)氧/丙烯酸/聚酯—聚氨酯涂料，其涂膜雖然斷裂伸長率高，但是強(qiáng)度低、不耐磨、抗風(fēng)沙撞擊性差。添加適量的功能性顏填料，可以防止涂膜病態(tài)、改善涂膜的綜合性能。金紅石型二氧化鈦是戶外飾面涂料常用的白色顏料，具有遮蓋力強(qiáng)、折光指數(shù)高、耐候保色性好、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)等特性；二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鉻、陶瓷粉等是耐磨涂料中常用的剛性無機(jī)填料。同時(shí)耐磨材料不同形態(tài)結(jié)構(gòu)對涂膜性能的影響不同，據(jù)舒爾茲研究認(rèn)為［3］，陶瓷粉末的形態(tài)結(jié)構(gòu)對涂層性能影響顯著，見表4。
    表4陶瓷粉結(jié)構(gòu)對涂層性能的影響

    由表4可見，以不同形態(tài)結(jié)構(gòu)的陶瓷粉作填料制備的涂料，其涂層在柔韌性、附著力、抗沖擊性、耐磨性方面，球形結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于片狀和不規(guī)則立體性能片狀不規(guī)則立體球形標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，尤其是在耐磨性方面，充分顯示了球形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)［4］。本研究選用了北京世先英華公司生產(chǎn)的硅鋁基空心微珠，它是以硅鋁為主要成分、在氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)高溫熔融、強(qiáng)氣流氣化噴霧形成的輕質(zhì)空心微珠，其內(nèi)部呈微小的多孔性空心結(jié)構(gòu)，表面由纖維空心網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成堅(jiān)硬的外殼，是一種標(biāo)準(zhǔn)的物理球形氧化硅鋁陶瓷粉末材料。其典型特征和物理特性為：球形、超細(xì)、流動(dòng)好；中空、超輕、密度低；多孔、潤滑、易填充；抗壓、增韌、硬度高；阻燃、隔熱、耐高溫；隔音、絕緣、防靜電；防水、防腐、低收縮；無毒、防菌、耐酸堿。在固定配方因素和顏填料添加總量不變的條件下，硅鋁陶瓷空心微珠的用量對涂膜性能的影響見表5。
    表5陶瓷空心微珠用量對涂膜性能的影響

    由表5可見，隨著陶瓷空心微珠用量的增加，涂膜的斷裂伸長率、抗拉強(qiáng)度相應(yīng)提高，磨耗降低，抗風(fēng)沙撞擊性增強(qiáng)。這是因?yàn)榭招奈⒅榱叫。砻娣e大，表面呈纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，易吸收成膜物形成更多的物理交聯(lián)點(diǎn)，使成膜物與空心微珠結(jié)合得更緊密，形成的涂膜更致密，因而延伸率高、彈性好、抗拉強(qiáng)度高。多孔性空心結(jié)構(gòu)與實(shí)心結(jié)構(gòu)微珠相比，表面吸附的成膜物大分子鏈更多，對荷載的分布更均衡，能夠有效地分散內(nèi)部和外部應(yīng)力，減弱局部受到的沖擊和摩擦力，減少磨損值。
    3結(jié)語
    本研究研制的環(huán)氧/丙烯酸/聚酯—聚氨酯抗風(fēng)沙磨蝕涂料，其涂膜具有優(yōu)良的斷裂伸長率、抗拉強(qiáng)度、恢復(fù)率、附著力、耐磨性、耐候耐久性及抗風(fēng)沙撞擊性。（1）含羥基的基料樹脂采用m（50%環(huán)氧樹脂609液）∶m（丙烯酸樹脂BS-982-3）∶m（自制彈性聚酯）=1∶1∶3混拼。加顏填料及助劑組成A組分。（2）固化劑采用HDI縮二脲N-75，成為B組分。以m（A組分）∶m（B組分）=5∶1配漆。（3）涂膜的彈性、強(qiáng)度、恢復(fù)率、附著力、耐磨性是衡量涂料抗風(fēng)沙撞擊和磨蝕性的重要表征。（4）顏填料選用金紅石型鈦白粉+硅鋁陶瓷空心微珠，空心微珠的添加量為10%～15%時(shí)，涂膜的綜合性能好。（5）研制的涂料可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電裝置、高原地區(qū)戶外設(shè)施及裝備的飾面涂裝。