聚氨酯涂料的穩定性和固化機理分析

將氨基丙烯酸涂料分別與TMP/TDI加成物，TDI三聚體或縮二脲N75按一定比例混和，均得到清澈透明的氨基丙烯酸聚氨酯涂料，再加入一定量工業、醋酸酯、丁醇等溶劑也不見混濁現象，并且該聚氨酯涂料體系涂膜的豐滿度和光亮度有所提高。這說明氨基樹脂與多異氰酸酯等組分的混溶性好，并且氨基樹脂的存在降低了多異氰酸酯固化劑對工業級等溶劑中水的敏感性，增強了樹脂間的相容性等綜合性能。

原因除了多異氰酸酯固化劑的氰基與丙烯酸樹脂中的羥基、羧基極性基團形成較強的氫鍵和發生交聯反應外，還與氨基樹脂分子中的N原子形成配位鍵并發生交聯反應，增強了涂料組分間的溶解性、儲存穩定性和反應交聯度。氨基涂料和聚氨酯涂料均為交聯型涂料，希望氨基涂料在室溫下有較長的儲存壽命，聚氨酯涂料有較長使用壽命（活化期），同時又希望在加熱時它們有較快的速度固化。因此，需要對配方進行很好設計的同時，要了解溫度和反應速度的關系[3]。反應速度和溫度的關系可用阿爾尼烏斯公式表示：lnk=lnA-Ea/RT

式中，k為反應速率常數，A為碰撞因子，Ea為反應的活化能。

由公式可推出：要增加涂料的室溫穩定性并同時增加固化速度，需要同時增加體系的活化能和碰撞因子。如果要求涂料能在30℃儲存6個月，而在125℃、10min固化，需要Ea為146kJ/mol和A值為1017s-1。Ea與反應體系的能量有關，決定化學鍵的斷裂和形成的平衡。一般單分子反應有較高的Ea,而A值與反應體系的焓變有關，ΔS愈大，A值愈大。

反應體系的活化能容易達到，單分子反應體系的A值可達1016s-1,而聚氨酯等雙分子反應體系的A值一般小于1011s-1。另外，在氨基丙烯酸涂料中加入適量的潛催化劑封閉型磺酸鹽等，可改變涂料的反應歷程，降低Ea,使涂料低溫固化，增加涂料在塑料、家具等底材上的適用性。由此可見，單分子反應體系可同時滿足對低溫的穩定性和高溫快速固化。雙分子聚氨酯反應體系很難提高A值，因此，要設法將雙分子反應體系變為單分子反應體系，控制常溫下的反應速率。利用潛催化劑和封閉性反應物可達到目的。潛催化劑常溫下穩定，不具有催化特性，較高溫下可分解出有機酸，起到催化作用。