聚脲涂料在自行车零件上的应用和研究

孟昭辉，李华宁，姚学民，李 妲，刘 平，陈红瑞

(天津科瑞达涂料化工有限公司 天津300457)

聚脲涂料在自行车零件上的应用和研究

孟昭辉，李华宁，姚学民，李 妲，刘 平，陈红瑞

(天津科瑞达涂料化工有限公司 天津300457)

通过了试验研究了聚脲涂料的特点并进行了总结。从聚脲基料中选取出合适的产品进行自行车零件涂层喷涂及性能的测试，将聚脲涂料应用在自行车零件上，大大提高自行车零件的涂层性能，开阔了聚脲涂料的应用领域。

应用化学 聚脲涂料 聚脲喷涂 耐候性

0 引 言

钢铁材质的各种自行车零件长期以来因为地域、信息、生产过程等各方面的原因，由各个生产厂家自行完成涂料喷涂，造成在零件整装后各部位零部件在耐候性、耐盐雾性能等方面存在性能差异。聚脲涂料具有干燥迅速、施工固体含量高、耐盐雾性优异、耐候性优异等特点。国外已进行 30多年的研究，而在国内研究的时间较短，目前主要是在防水等小范围内使用。在此，我们将聚脲涂料引入到自行车零件涂层中进行应用，由于其干燥迅速的特点适合连续生产的要求；其耐候性等优异性能在自行车零件上喷涂后能大大提高涂层性能，可实现自行车零件统一喷涂。聚脲涂料的特点，使其在自行车零件领域推广应用具有很好的前景，市场推广价值巨大。

1 试验部分

1.1 主要原材料选取

从表1中可以看出，3#聚脲基料配合N3390硬化剂具有成胶时间长、表干快等优点，可以作为研究的基础基料。在聚脲树脂和硬化剂确定的情况下，再根据颜色、光泽等具体要求选取常规的颜料、填料、助剂等原材料，通过调色、调光等来制定基本配方。

表1 聚脲基料的选取Tab1. Selection of polyurea resins

1.2 聚脲涂料的粘度变化测试

从图 1中可以明显看到聚脲涂料粘度随时间的变化有增长趋势，在1,h内粘度增长非常缓慢；在1,h以后粘度增长非常快。这就要求施工过程应控制在1,h内。

图1 聚脲涂料的粘度随时间变化情况Fig.1 Change of polyurea coatings’ viscosity over time

1.3 聚脲涂料的涂层硬度随时间和温度变化情况

表2 聚脲涂料涂层硬度变化情况Tab2. Change of polyurea coatings’ hardness

从表2中可以看到，聚脲自行车零件涂料在自干和低温烘烤条件下有比较好的干燥速度，这对于许多使用客户来说，可以更好地适应连续生产要求，同时节省高温烘烤的能源消耗，具有很好的竞争优势。

1.4 油漆制备工艺

1.4.1 主剂制备

将 3#聚脲基料、部分助剂及部分溶剂加入到分散釜中搅拌均匀，依次加入颜填料，搅拌均匀，高速分散约20,min，然后进行研磨至细度小于35,µm后，转入调漆釜中，加入助剂调节状态，用余下的溶剂调整粘度，性能检验合格后进行过滤、包装。

1.4.2 硬化剂制备

将异氰酸酯硬化剂、溶剂加入到分散釜中搅拌均匀，检测合格后，过滤、包装。

1.4.3 聚脲涂料的使用

将聚脲涂料和硬化剂按照配比进行混合并搅拌均匀，用稀释剂调节混合液的粘度至施工粘度后即可进行喷涂操作。

1.5 聚脲涂料性能检测情况

从表3中的各项性能检测数据看到，聚脲涂料的施工固体高，耐液体介质、耐盐雾、耐候性等各项性能优异，能够满足大部分钢铁材质的自行车零件应用，可以保证对产品的防护作用，具有很好的推广价值。

表3 聚脲涂料性能检测结果Tab3. Testing results of polyurea coatings’ performance

2 试验结果与讨论

2.1 不同熟化期聚脲涂料的光泽变化

从图2可以看到，混合漆液喷涂涂层的光泽随混合漆液放置时间的增加呈现降低趋势，在1,h范围内光泽降低比较微小，超过1,h后涂层光泽降低明显加快。这可能是由于漆液粘度的增加和反应进度的深入使得漆膜平整性降低、流平时间缩短。在实际使用过程中应在1,h时间内将配置好的漆液用完，以保证涂膜的性能稳定。

图2 聚脲涂料涂层光泽随时间变化曲线Fig.2 Change of polyurea coatings’ luster over time

2.2 聚脲涂料涂层的干燥性变化

聚脲涂料涂层硬度随时间的增加呈现增长趋势，在23,℃放置4,h后涂层硬度达到HB，基本满足工件的装配和运输要求；在 16,h后涂层硬度达到 H；在24,h后涂膜硬度达到 2,H，可见该产品的涂层干燥迅速、硬度增长速度较快，适合连续生产的节奏。

2.3 聚脲涂料涂层的性能

聚脲涂料涂层在耐酸、碱、盐雾、老化等各方面性能优异，能够很好地提高自行车零件喷涂的质量，从而保证整装后的整体产品质量。

3 结 语

聚脲涂料具有固体含量高、干燥迅速、性能优异等特点，该涂料可紧密地附着在钢铁材质的自行车零件上形成致密的涂层，对基材具有很好的保护作用。把聚脲涂料应用在钢铁材质的自行车零件上，开拓了聚脲涂料的应用领域，具有很好的市场空间和推广价值。

［1］ 杨林，吕平，李英. 聚天冬氨酸酯聚脲最新研究进展[J]. 上海建材，2007(4)：23-25.

［2］ 马晓燕，贺军会，王军委，等. 纳米改性聚脲涂料的研制与施工应用[J]. 防腐涂料与涂装，2012，27(12)：26-30.

［3］ 黄微波，王宝柱，陈酒姜. 喷涂聚脲弹性体技术的发展历程[J]. 上海涂料，2004，42(1)：10-15.

［4］ 王道前，贺孝敏. 喷涂聚脲弹性体在大型海洋工程中的应用[J]. 上海涂料，2013，51(9)：29-32.

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