丙烯酸聚氨酯漆中树脂和固化剂所起到的作用

    树脂的分子结构

    在过去的几十年中，新的单体及交联反应的出现使树脂的综合性能得到极大的提高。近些年，新的交联反应和新的单体已不多见，树脂性能的发展更多地依赖于用已知的单体和交联反应来制备具有新型结构的聚合物，尤其是超支化聚合物以其独特的分子结构和优异的物理化学性能，为提高丙烯酸聚氨酯漆性能开辟了新的有效途径。利用不饱和脂肪酸把端羟基超支化聚酯经酯化改性制成了高固含量的超支化醇酸树脂，发现超支化结构的引入能显著降低树脂黏度和增加涂膜的干燥速度。引入超支化聚合物使涂膜干燥速度明显提高的原因归于改性超支化聚合物良好的成膜特性和分子内存在的较多空腔。采用接枝共聚制备的丙烯酸树脂反应活性明显高于线型树脂，并把这归因于接枝共聚物中分子链上羟基密度的增加以及接枝共聚物与固化剂相容性的提高。

树脂的相对分子质量及其分布

    树脂的相对分子质量增大，涂膜的干燥速度将提高，但相对分子质量增大也将导致树脂黏度增加，使涂料适用期缩短。树脂相对分子质量的分布对涂层干燥速度也有显著的影响，相对分子质量分布窄的聚合物对涂膜干燥速度的提高是有利的。只有聚合物的相对分子质量分布窄，才能保证每个分子上有足够的官能团，若树脂相对分子质量分布较宽，则其中低相对分子质量的部分难免出现无羟基或少于2个羟基的情况，在交联固化时这些低官能度链段可能不能全部连接成体型大分子，其中的一些会形成末端链而起到对丙烯酸聚氨酯漆涂膜的增塑作用，延长其表干和实干时间，从而影响涂膜的质量。

丙烯酸聚氨酯漆的固化反应

    双组分丙烯酸聚氨酯漆主要由羟基丙烯酸树脂组分和多异氰酸酯组分构成，使用时两组分按一定比例混合，施工后羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯固化剂的交联成膜，此反应属于氢转移的逐步加成聚合反应。羟基丙烯酸树脂作为活泼氢化合物，其亲核中心进攻异氰酸酯的正碳离子，反应在比较活泼的双键上进行，活泼氢化合物的氢原子转移到原子上，余下的基团与羰基碳原子结合，生成氨基甲酸酯基化合物。反应速度主要取决于醇羟基中心的攻击速度，即活泼氢化合物分子中亲核中心的电子云密度和空间效应。如果醇羟基的位阻较大，反应速度就慢，反之，低位阻的醇羟基反应速度就快。

    固化剂

    固化剂的种类和用量会影响固化反应速度。丙烯酸聚氨酯漆工业常用的固化剂主要为六亚甲基二异氰酸酯衍生物。通常情况下，增加固化剂的用量可以提高涂膜的干燥速度，但是成本会增加许多，而且这类固化剂的Tg很低，导致丙烯酸聚氨酯漆涂膜的起始Tg极低，使得涂膜达到可抛光硬度对应的Tg需要的时间增加，即涂膜干燥速度变慢。相比于传统固化剂，异佛尔酮二异氰酸酯三聚体和预聚物类产品的Tg较高，可用于提高涂膜的干燥速度，但其往往导致涂层发脆。基于衍生物混合的固化剂，可使涂层兼具极佳的干燥速度和物理化学性能。