作者：HansG?rlitzer博士，交联剂业务开发总监；MarkusHallack，涂料及助剂新业务开发高级经理；RainerLom?lder博士，PLVESTANAT及衍生物交联剂负责人；TobiasUnkelh?u?er，交联剂技术服务；CoreyKing，交联剂应用技术经理
德国马尔的赢创工业集团
一系列高性能木器漆用新型通用交联剂已经开发成功。VESTANAT?EP-M交联剂的创新基础是结合了硅烷化学的优点与聚氨酯的性能，既增加了涂料的抗划伤性，同时又保持了氨酯的性能。新方法采用3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷（IPMS）作为关键原料，有利于自由设计和客制化合成基料和交联剂。
树脂方案采用非异氰酸酯（NIS）技术，显示出超越了聚氨酯性能。该技术能够应用在单组分和双组分涂料配方中。
双组分脂肪族聚氨酯木器漆技术是目前用作环境蚀刻和耐久性的基准，并以其韧性和硬度的完美平衡而著称。该技术提供了一流的综合性能，良好的木质基材附着力，并且还可以作为底漆和面漆用于砂磨。
多层哑光清漆
木质家具表面的清漆是抵抗机械、物理和化学影响的第一防护层。擦灰导致微伤，腐蚀性化学品，如清洁剂和防晒露，而引起溶胀，有色物如红酒导致变色。即使过了若干年以后，清漆看起来也必须像新的一样。
清漆质量正在稳步提高，但某些性能仍需要显著改善，尤其是耐磨性。这种趋势不只局限于市场需求特定的清漆。
应用硅烷/氨酯混合交联剂，能够增强清漆抗划伤性，并满足市场对多功能清漆的需求。如图1所示，IPMS能与各种异氰酸酯活性基团（R基团），尤其是含有羟基的二醇、多元醇和低聚二醇反应制备一种烷氧基硅烷官能化的氨酯链接的非异氰酸酯（NISO）交联剂或基料。
R-基团的选择主要决定交联剂或基料的性能，因此也显著影响涂料性能。例如交联剂或基料的骨架越长，在涂料中的韧性作用越大。相反，如果R支链多且骨架短，则涂料的弹性强。
通过与VESTANATEP-M交联剂配方，加入氨酯链，从而增加了脂肪族聚氨酯的优异特性，如耐化学腐蚀性、卓越的附着力和良好的机械性能。
图1所示的IPMS类交联剂，利用其烷氧基可实现两个可能的反应机制。对于室温固化，反应是通过水解反应和缩合反应组合以形成硅氧烷键（Si-O-Si）。另外一个交联机制是酯交换反应，反应条件是含有一个羟基（如一个丙烯酸多元醇）和高温。如许多文献已经报道的，应用合适的催化剂可以加速任意反应机制。1,2
本文描述了一种涂料性能的分析方法，所采用的涂料是通过室温水解交联制备的。在第一个实验中，VESTANATEP-MF是唯一的基料。在第二个实验中，羟基丙烯酸树脂用作固化剂，形成了一个互穿网络，这也是环氧硅氧烷技术所熟悉的。
为了分析硅氧烷网络的影响，并与标准双组份聚氨酯配方比较，将表1中的清漆配方作为标准，用以表征VESTANATEP-MF用作唯一基料的性能。室温固化时间约1小时。
VESTANATEP-MF是一种无溶剂、无异氰酸酯、即用型、烷氧基硅烷封端的交联剂或基料，不需要其它交联剂（如聚异氰酸酯），能够应用于单组份湿固化系统。用它做成的涂料显示了卓越的抗划伤、耐污渍和耐化学腐蚀性。用VESTANATEP-MF和相溶性多元醇复合，得到了双组份配方（见表2）。两种交联剂合适的混合比例将被确定。由于互穿网络的作用，涂料的抗划伤、耐污渍和耐化学腐蚀等性能可以根据需要调整，而不必再添加聚异氰酸酯交联剂。由此得到的涂料是一种NISO体系，低VOC含量，后者由多元醇的性能决定。
图3显示了双组份聚氨酯（左）和双组份VESTANATEP-MF为基础的配方（右）的比较结果。两种体系都应用于木材，抗划伤测试用了一个改良的摩擦色牢度测试仪。实验结果表明，用未改性双组份聚氨酯处理的木材表面可以看到很多且明显的划痕，而用VESTANATEP-MF为基础的配方处理的木材表面看不到划痕，且光泽依旧、外表如初。
该产品不仅可以用于木器漆，还能够用于塑胶涂料。这种抗划伤、耐污渍和耐化学腐蚀的涂料还可以很好地应用于体育运动用品和汽车工业。由于该新型交联剂技术的骨架是可变的，因此能够自由生产多功能的客制化交联剂。
结论
VESTANATEP-M系列是一类硅烷/氨酯混合交联剂，能够用来生产应用于各种基材的多功能、抗划伤性涂料。特有的改性使室温固化成为可能。这些交联剂和基料能够用于木器漆，也可以应用在一些其它领域。这项技术能够制备高性能NISO涂料，甚至超过了聚氨酯的性能。另外，通过替代传统双组份聚氨酯涂料中的异氰酸酯固化剂，涂料的抗划伤性能显著得到改善。
参考文献
Lom?lder,R.;G?rlitzer,H.;Hallack,M.;Unkelh?u?er,T.PatentapplicationEP,2.
Witucki,G.JournalofCoatingsTechnology,,57-60.
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