来到您身边DIY商店的工业防刮擦涂料

在全球范围内由于新冠肺炎的影响，各地相继实施隔离措施，使得人们在家里的时间比以往任何时候都要多，许多人被迫在厨房或空房间里办公，因此也使得DIY涂料和家居装修市场正在蓬勃发展。以前的家装工作被认为优先级较低，没有专业人士的帮助很难实现，或者成本太高，最近在涂层技术取得了重大突破后，现在更易实现。

作者 Guido Streukens，Applied Technology PL Vestanat & Derivatives负责人；和 Dörte Wessels，Applied Technology Liquid Coatings PL Vestanat & Derivatives，赢创公司，德国Marl

与大多数技术进步一样，行业对防护涂料的要求有助于推动产品创新，并为专业和DIY市场带来新的解决方案。更快的涂敷和固化时间，以及减少维护以提高效率的需求一直存在，加之如今对可持续性和工人安全监管的日益重视，导致了防护涂料行业的重大新发展。基于新型PUR-硅烷杂化体系的新一代高性能耐刮擦和耐沾污涂料在性能、价格和便利性之间实现了最佳平衡，现在可以越来越容易为DIY领域所用。

在厨房地板或心爱的家具方面，装修完工后表面上的划痕在大多数家庭中是很常见的，直到现在，如果不是专业的业内人员，修复这些划痕的成本仍旧是很高的。然而，新型高性能交联剂的开发为配方设计人员提供了一个多功能的工具箱，开发了一种易于操作的自固化涂料，能为DIY用户提供定制解决方案。基于赢创创新的VESTANAT® EP-M、EP-MF和EP-E技术，新型PUR-硅烷杂化交联剂结合了硅烷化学的多官能优势和玻璃般的强度，以及聚氨酯的优异耐久性和柔韧性，能够非常容易地为木材、塑料或金属涂敷自固化透明涂层。

新一代交联剂技术

该硅烷/PUR杂化体系在耐刮擦、耐沾污和耐化学性方面的优异性能及其高质量的外观，与其在室温固化、单组分、易于涂覆的非异氰酸酯（NISO）涂层体系中的易用性相一致。

从硅烷/聚氨酯杂化加合物的化学结构开始，它们是通过将异氰酸酯三烷氧基硅烷（3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷（IPMS）或3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷（IPES））与羟基官能主链结合形成的（图1）。使用不同的连接成分——根据不同数量的聚氨酯基团和不同的链长度——提供了设计和开
发定制交联剂的灵活性。

最终的PUR-硅烷杂化交联剂可单独供应使用，不需要与树脂结合。加入一定的催化剂，PUR-硅烷交联剂可在室温条件下自固化。这种自固化机理是由湿度引起的，并在水解和缩合反应后形成硅氧烷键（Si-O-Si）（图2）。在固化过程中，根据PUR-硅烷加合物（IPMS或IPES）中的硅烷类型，可以释放甲醇或乙醇作为分离产物。虽然由此产生的硅氧烷键提供了玻璃般的强度和耐刮擦性，但涂层的柔韧性取决于PUR连接者的类型和长度。通过向配方中添加少量丙烯酸多元醇，可以获得更大的柔韧性。

由于PUR-硅烷加合物为液体，可在不添加额外溶剂的情况下使用，因此这些配方的VOC含量和排放非常低。

室温条件下固化的PUR-硅烷体系

为了找到在室温条件下固化的合适的催化体系，重要的是要考虑甲氧基硅烷加合物的活性大约比乙氧基硅烷基反应物的活性高10倍。因此，为后者寻找合适的催化剂似乎更具挑战性，但可以找到解决方案。

从反应性更强的甲氧基硅烷-PUR加合物开始，我们开发了室温固化的系列产品，该系列产品包含胺基催化剂，可作为VESTANAT EP-MF牌号提供（表1）。在室温下，这些体系可在不到一小时的时间内达到不粘尘干燥水平。EP-MF 203、204和205系列产品的连接长度不同，EP-MF203为涂层提供了最耐刮擦和耐化学腐蚀的性能，而EP-MF205则具有最好的柔韧性（图3）。

用于自固化DIY应用的新型杂化交联剂

对于大多数DIY涂料应用，自固化、即用性是很必要的，但性能又与工业和专业应用的要求一样苛刻。

厨房的餐桌就是一个很好的例子，因为它必须受到保护，以防刷子和脏物留下微小划痕、腐蚀性化学清洁剂或红酒等物质所造成的机械和化学影响——所有这些DIY应用都需要在几年后看起来仍然像新的一样。

甲醇释放型PUR-硅烷加合物（EP-MF系列）的使用仅限于工业和专业应用，而新型EP-E等级则适用于DIY应用，它只释放少量乙醇。结合新型无胺无金属催化剂系列（VES-TANAT EP-CAT 21），VESTANAT EP-E催化剂可达到与EP-MF级催化剂相同的性能水平（表1）。因此，可以在不排放甲醇的情况下，实现一小时内的室温固化表干时间。VESTANAT EP-E等级与羟基官能树脂具有优异的相容性，一方面为客户提供了调整柔韧性的配方自由，另一方面还提供了耐刮擦和耐沾污性能。此外，VESTANAT EP-E级催化剂可单独提供，以适应特定的固化要求，并提供充分的设计自由度。

这种柔韧性和反应性方面的设计自由度为多种不同应用提供了更广泛的性能组合，包括防刮擦涂层（图4；例如，用于白板和摩托车油箱）、优异的耐沾污的木器漆（图5）、易于清洁的防涂鸦涂层和不剥落底层涂料的透明金属涂层（图6）等等。

总结

PUR-硅烷杂化交联剂能制成高性能NISO涂层，并提供独特的表面保护解决方案，具有出色的耐刮擦和耐沾污性能。这些新的杂化产品是专为木器、高光塑料或金属的自固化透明涂层而设计的。VESTANAT EP-MF系列是为专业应用量身定制的配方，而VESTANAT EP-E则为配方设计提供了最大的自由度，使其可以调整固化时间和涂层的柔韧性，为DIY涂料和专业应用专用产品。

本文收录在《PCI中文版》杂志2021年11月刊中