PCL在涂料方面的应用

聚己内酯多元醇在涂料方面的应用

产品的优点：

大体上，使用聚己内酯多元醇制备得涂料有以下特性： 1.低 VOC 2.高产品性能 3.批次得重现性好 4.良好的色泽 5.突出的低温弹性 6.很好的水解稳定性 7.在烃类和抗水方面有很好的平衡能力 8.让人满意的流变特性。

聚己内酯多元醇能够被用作丙烯酸，聚酯环氧和乙烯基涂料的反应型稀释剂和改型剂。在配方中可以选择多元醇或是多元醇的混合物以达到所期望的特性。二元醇用在涂料上能表现出更好的弹性，但是降低了硬度。三元醇提高了硬度，却降低了弹性，当其分子量增加时，涂料的耐冲击性就得以改善。从图1中可以看出多元醇的分子量、耐冲击性、硬度之间的相互影响。平均摩尔分子量（Mn）为300和450的聚己内酯三元醇分别相当于摩尔质量为100和180的二元醇。Mn 400的聚己内酯二元醇比200的更好。

耐 铅 冲 笔 击 硬性 度

表1 到 7 提供了用聚己内酯多元醇制备丙烯酸、聚酯、环氧和乙烯基涂料的例子以及其特性。从表 1 和 2 中可以看出：聚己内酯多元醇作为反应型稀释剂时，可以用在烘烤型的

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三聚氰胺和常温固化的异氰酸酯交联剂涂料中。当聚己内酯作为改性剂时，在涂料中固体的增加，VOC相应地减少。VOC的减少并没有牺牲薄膜性能。

低VOC含量的丙烯酸涂料

表1 聚己内酯多元醇改性的丙烯酸，三聚氰胺交联剂涂料 成分 研磨 丙烯酸树脂 颜料分散剂 二氧化钛 MAK 研磨至Hegman硬度 兑稀 丙烯酸树脂 聚己内酯CAPA20 聚己内酯CAPA3031 三聚氰胺甲醛树脂 MAK 二甲苯 芳烃溶剂 100 湿润/分散剂 对甲苯磺酸 合计 涂料特性 固体份 Wt% Vol% 颜基比 粘度,#4 Ford 杯,sec 三聚氰胺/OH比 VOC(计算值),lb/gal(g/l) 涂膜性能在1.0mil(25微米) 光泽 60° 20° DOI 划格法测试附着力,% 铅笔硬度 正面冲击强度,in-lb 背面冲击强度,in-lb

95 84 80 100 H 75 0 18.65 — — 14.78 — 8.24 0.94 0.18 0.77 100.00 73.5 68.8 0.80 24 1.36 2.9(347) 94 83 80 100 H 85 35 13.33 0.65 32.36 10.10 — 9.00 2.72 20.94 2.18 6.51 0.72 0.20 0.85 100.00 80.8 73.3 0.80 27 1.36 2.24(268) A 14.66 0.71 35.60 5.91 Wt 百分比 B 上海山吉化工有限公司

聚酯涂料

表2 聚己内酯多元醇改性的聚酯，异氰酸脂交联剂涂料 成分 组分 A 聚酯多元醇(65%) 聚己内酯CAPA20 聚己内酯CAPA3031 混合溶剂(4/4/2–PME/MEK/芳烃溶剂100) CAB(醋酸丁脂纤维素)10% 二氧化钛 DBTL(二月桂酸二丁基锡)1% 组分 B HDI缩二脲 合计 涂料特性 固体份，Wt% 颜基比 NCO/OH比 VOC(计算值),lb/gal(g/l) 涂膜性能1.0mil(25微米) 光泽 60° 20° 划格法测试附着力,% 铅笔硬度 正面冲击强度,in-lb 背面冲击强度,in-lb 59.00 0.50 1.05 4.40(527) 95 85 100 H 160 130 A 36.78 — — 8.26 1.10 23.50 0.23 30.12 100.00 69.00 0.50 1.05 3.34(400) 90 77 100 H 150 135 Wt 百分比 B 15.21 1.98 7.91 14.44 1.10 23.50 0.23 35.63 100.00

聚氨酯涂料

表3中给出湿气固化聚氨酯的配方。多元醇可以混合起来使用，以获得所需的特性平衡，例如：邵氏硬度。

表3 聚己内酯多元醇湿固化聚氨酯 成分 A 质量百分比 B C 上海山吉化工有限公司

聚己内酯CAPA20 聚己内酯CAPA2085 聚己内酯CAPA2200 聚己内酯CAPA3050 TDI H12 MDI 合计 涂料性能（溶液） 固体份，Wt% 游离NCO，% 按固体的质量百分比 NCO/OH比 薄膜性能1.5mil(37.5微米) 邵氏硬度 Gardner冲击强度,in-lb Taber腐蚀指数(CS-10 wheel,1000g wt, 1000rev),mg 拉伸强度,psi % 伸长量 — 31.1 — 32.3 36.6 — 100.00 50 6.6 1.67 10 >320 9 8300 176 50 6.0 1.61 26 >320 17 7000 115 — — 13.6 47.8 38.6 — 100.00 21.1 — — 26.3 — 52.6 100.00 50 6.8 1.72 38 >320 14 7100 130 环氧涂料

聚己内酯多元醇作为增塑剂，以及在烘烤、UV固化脂环族环氧涂料时的固化促进剂，在表4和5中可以看到。另外，聚己内酯多元醇可以改善UV固化涂料的附着力。(Ref.7,8)

表4 聚己内酯多元醇改性环氧热固化涂料

成分 ERL-4221 脂环族环氧树脂 聚己内酯CAPA3031 甲苯(溶剂，类型未指定) 催化剂 Silwet L-7604 表面活性剂 合计

Wt 百分比 53.4 26.2 19.9 0.3 0.2 100.0 80 19 1.6 1.8(215) 涂料特性 固体份，Wt% 粘度,#4 Ford 杯,sec 环氧树脂/OH比 VOC(计算值),lb/gal(g/l) 薄膜性能1.0mil(25微米) 上海山吉化工有限公司

铅笔硬度 邵氏硬度 正面冲击强度,in-lb 背面冲击强度,in-lb MEK 擦拭试验 2H 62 120 >160 >100 表5 聚己内酯多元醇作为增塑剂用于UV涂料 成分 CYRACURE UVR-6110 树脂 聚己内酯CAPA3031 CYRACURE UVI-6974 光致引发剂 Silwet L-7604 表面活性剂 合计 涂料特性 固体份,wt% 环氧树脂/OH比 布氏粘度计在 25°C,cP VOC lb/gal 薄膜性能1.0mil(25微米) 固化速度,fpm 表面 完全 MEK 擦拭试验 UV照射15分钟 UV照射24小时 铅笔强度 正冲,in-lb 反冲,in-lb 划格法附着力,% 薄膜性能0.25mil(6.25微米) 表面固化速度,fpm MEK擦拭试验, UV照射24小时 铅笔硬度 正冲,in-lb 反冲,in-lb 划格法附着力,% 520 200 2H 60 4 100 >900 >200 2H 30 4 95 410 260 200 >200 2H 30 0 100 >900 100 200 >200 2H 25 0 35 100 2 480 0 100 4 430 0 A 70.4 25.1 4.0 0.5 100.0 Wt 百分比 B 81.0 14.5 4.0 0.5 100.0

溶剂型乙烯基树脂涂料

表6和7中可以看出：聚己内酯多元醇用在溶剂和水性乙烯基涂料中可以作为一种改性剂。聚己内酯多元醇除了可以减少涂料中的VOC以外，它还可以用来提高抗冲击强度，如表6所示

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(Rdf.9,10).

表6 聚己内酯多元醇改性乙烯基涂料

成分 UCAR 4000 Mn 溶剂型乙烯基树脂 聚己内酯CAPA20 聚己内酯CAPA2125 三聚氰胺甲醛树脂 二氧化钛 甲苯 醋酸丁酯 MAK 正丁醇 颜料分散剂 消泡剂 对甲苯磺酸 合计

涂料特性 固体份 Wt% Vol% 颜基比 粘性,#4 Ford 杯,sec VOC(计算),lb/gal(g/l) 薄膜性能1.0mil(25微米) 光泽60° 铅笔硬度 正冲,in-lb 杯突试验,in MEK 擦拭试验 H 20 2.7 >100 60.3 42.4 0.8 33 4.1(491) 98 H 40 Pass >100 71.0 55.1 0.8 33 3.2(383) 92 H 60 Pass >100 67.6 51.3 0.8 34 3.5(419) A 质量百分比 B 7.74 7.74 — 27.33 30.97 11.24 11.24 1.16 — 0.30 0.15 2.13 100.00 C 9.70 — 9.70 20.55 29.50 12.90 12.90 1.18 1.10 0.30 0.15 2.02 100.00 17.12 — — 18.53 26.30 16.27 16.27 1.31 2.00 0.26 0.13 1.81 100.00

表7 水性乙烯基树脂/聚己内酯多元醇/三聚氰胺热固性封闭漆 成分 UCAR AW-875 水性乙烯基树脂分散剂 丁基溶纤剂 FLEXOL EPO 增塑剂 聚己内酯CAPA2085 三聚氰胺甲醛树脂 MIBK 颜料分散剂 氧化铁红 水 Wt 百分比 60.5 7.4 1.1 3.9 2.0 1.3 1.0 13.5 9.3 上海山吉化工有限公司

合计 涂料特性 固体份，Wt% 每加仑的重量,lb 粘度,布氏粘度剂 RVT SP2,20 rpm,cP VOC(计算),lb/gal 100.0 44.4 9.92 1990 1.9 储存与操作

聚己内酯多元醇在储存与操作过程中的注意事项请参考MSDS。