孟昭輝，李華寧，姚學(xué)民，李 妲，劉 平，陳紅瑞

(天津科瑞達(dá)涂料化工有限公司 天津300457)

聚脲涂料在自行車零件上的應(yīng)用和研究

孟昭輝，李華寧，姚學(xué)民，李 妲，劉 平，陳紅瑞

(天津科瑞達(dá)涂料化工有限公司 天津300457)

通過了試驗(yàn)研究了聚脲涂料的特點(diǎn)并進(jìn)行了總結(jié)。從聚脲基料中選取出合適的產(chǎn)品進(jìn)行自行車零件涂層噴涂及性能的測(cè)試，將聚脲涂料應(yīng)用在自行車零件上，大大提高自行車零件的涂層性能，開闊了聚脲涂料的應(yīng)用領(lǐng)域。

應(yīng)用化學(xué) 聚脲涂料 聚脲噴涂 耐候性

0 引 言

鋼鐵材質(zhì)的各種自行車零件長(zhǎng)期以來因?yàn)榈赜?、信息、生產(chǎn)過程等各方面的原因，由各個(gè)生產(chǎn)廠家自行完成涂料噴涂，造成在零件整裝后各部位零部件在耐候性、耐鹽霧性能等方面存在性能差異。聚脲涂料具有干燥迅速、施工固體含量高、耐鹽霧性優(yōu)異、耐候性優(yōu)異等特點(diǎn)。國(guó)外已進(jìn)行 30多年的研究，而在國(guó)內(nèi)研究的時(shí)間較短，目前主要是在防水等小范圍內(nèi)使用。在此，我們將聚脲涂料引入到自行車零件涂層中進(jìn)行應(yīng)用，由于其干燥迅速的特點(diǎn)適合連續(xù)生產(chǎn)的要求；其耐候性等優(yōu)異性能在自行車零件上噴涂后能大大提高涂層性能，可實(shí)現(xiàn)自行車零件統(tǒng)一噴涂。聚脲涂料的特點(diǎn)，使其在自行車零件領(lǐng)域推廣應(yīng)用具有很好的前景，市場(chǎng)推廣價(jià)值巨大。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要原材料選取

從表1中可以看出，3#聚脲基料配合N3390硬化劑具有成膠時(shí)間長(zhǎng)、表干快等優(yōu)點(diǎn)，可以作為研究的基礎(chǔ)基料。在聚脲樹脂和硬化劑確定的情況下，再根據(jù)顏色、光澤等具體要求選取常規(guī)的顏料、填料、助劑等原材料，通過調(diào)色、調(diào)光等來制定基本配方。

表1 聚脲基料的選取Tab1. Selection of polyurea resins

1.2 聚脲涂料的粘度變化測(cè)試

從圖 1中可以明顯看到聚脲涂料粘度隨時(shí)間的變化有增長(zhǎng)趨勢(shì)，在1,h內(nèi)粘度增長(zhǎng)非常緩慢；在1,h以后粘度增長(zhǎng)非常快。這就要求施工過程應(yīng)控制在1,h內(nèi)。

圖1 聚脲涂料的粘度隨時(shí)間變化情況Fig.1 Change of polyurea coatings’ viscosity over time

1.3 聚脲涂料的涂層硬度隨時(shí)間和溫度變化情況

表2 聚脲涂料涂層硬度變化情況Tab2. Change of polyurea coatings’ hardness

從表2中可以看到，聚脲自行車零件涂料在自干和低溫烘烤條件下有比較好的干燥速度，這對(duì)于許多使用客戶來說，可以更好地適應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)要求，同時(shí)節(jié)省高溫烘烤的能源消耗，具有很好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

1.4 油漆制備工藝

1.4.1 主劑制備

將 3#聚脲基料、部分助劑及部分溶劑加入到分散釜中攪拌均勻，依次加入顏填料，攪拌均勻，高速分散約20,min，然后進(jìn)行研磨至細(xì)度小于35,μm后，轉(zhuǎn)入調(diào)漆釜中，加入助劑調(diào)節(jié)狀態(tài)，用余下的溶劑調(diào)整粘度，性能檢驗(yàn)合格后進(jìn)行過濾、包裝。

1.4.2 硬化劑制備

將異氰酸酯硬化劑、溶劑加入到分散釜中攪拌均勻，檢測(cè)合格后，過濾、包裝。

1.4.3 聚脲涂料的使用

將聚脲涂料和硬化劑按照配比進(jìn)行混合并攪拌均勻，用稀釋劑調(diào)節(jié)混合液的粘度至施工粘度后即可進(jìn)行噴涂操作。

1.5 聚脲涂料性能檢測(cè)情況

從表3中的各項(xiàng)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)看到，聚脲涂料的施工固體高，耐液體介質(zhì)、耐鹽霧、耐候性等各項(xiàng)性能優(yōu)異，能夠滿足大部分鋼鐵材質(zhì)的自行車零件應(yīng)用，可以保證對(duì)產(chǎn)品的防護(hù)作用，具有很好的推廣價(jià)值。

表3 聚脲涂料性能檢測(cè)結(jié)果Tab3. Testing results of polyurea coatings’ performance

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 不同熟化期聚脲涂料的光澤變化

從圖2可以看到，混合漆液噴涂涂層的光澤隨混合漆液放置時(shí)間的增加呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，在1,h范圍內(nèi)光澤降低比較微小，超過1,h后涂層光澤降低明顯加快。這可能是由于漆液粘度的增加和反應(yīng)進(jìn)度的深入使得漆膜平整性降低、流平時(shí)間縮短。在實(shí)際使用過程中應(yīng)在1,h時(shí)間內(nèi)將配置好的漆液用完，以保證涂膜的性能穩(wěn)定。

圖2 聚脲涂料涂層光澤隨時(shí)間變化曲線Fig.2 Change of polyurea coatings’ luster over time

2.2 聚脲涂料涂層的干燥性變化

聚脲涂料涂層硬度隨時(shí)間的增加呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，在23,℃放置4,h后涂層硬度達(dá)到HB，基本滿足工件的裝配和運(yùn)輸要求；在 16,h后涂層硬度達(dá)到 H；在24,h后涂膜硬度達(dá)到 2,H，可見該產(chǎn)品的涂層干燥迅速、硬度增長(zhǎng)速度較快，適合連續(xù)生產(chǎn)的節(jié)奏。

2.3 聚脲涂料涂層的性能

聚脲涂料涂層在耐酸、堿、鹽霧、老化等各方面性能優(yōu)異，能夠很好地提高自行車零件噴涂的質(zhì)量，從而保證整裝后的整體產(chǎn)品質(zhì)量。

3 結(jié) 語

聚脲涂料具有固體含量高、干燥迅速、性能優(yōu)異等特點(diǎn)，該涂料可緊密地附著在鋼鐵材質(zhì)的自行車零件上形成致密的涂層，對(duì)基材具有很好的保護(hù)作用。把聚脲涂料應(yīng)用在鋼鐵材質(zhì)的自行車零件上，開拓了聚脲涂料的應(yīng)用領(lǐng)域，具有很好的市場(chǎng)空間和推廣價(jià)值。

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Polyurea Coatings for Bicycle Parts：Application and Discussion

MENG Zhaohui，LI Hua’ning，YAO Xuemin，LI Da，LIU Ping，CHEN Hongrui
(Tianjin Colouroad Coating & Chemicals Co.，LTD.，Tianjin 300457，China)

Polyurea coatings were elaborated and their characteristics were studied and summarized through experiments. In the paper，appropriate products were selected from polyurea resins to make bicycle part coating for spraying and performance tests. It was proved that through the application，the performance of bicycle part coatings was greatly improved and the application range of polyurea coatings was broadened.

applied chemistry；polyurea coating；polyurea-spraying；weather resistance

TQ639.2

A

1006-8945(2014)06-0059-02

2014-05-09