PTMG-MDI型聚氨酯弹性体涂层在海洋环境下的老化行为研究

第５５卷第３期　２０１７年５月　上海涂料　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ　Ｖｏ１．５５Ｎｏ．３　Ｍａｖ．２０１７　ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂屡　在海洋环境下的老丫匕仟　研究　汪洋　一，冯增辉　一，李冬冬　一，代青华　，杜雯雯　（１．武汉材料保护研究所，湖北武汉４３００３０；　２．特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，湖北武汉４３００３０）　摘要：对比ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂层在海洋大气区、潮汐区和全浸区三类环境下试验　１８０　ｄ后的涂层光泽度和抗拉强度，结果显示：大气区和潮汐区涂层的光泽度下降明显，而全浸区涂　层的光泽度变化不明显；大气区涂层的抗拉强度大幅下降，潮汐区涂层次之，全浸区涂层抗拉强度　ｊ　下降最小。试验结果表明：在海洋环境下，阳光对弹性体涂层的光泽度和抗拉强度有显著影响，而单　一的海水浸泡对弹性体涂层的光泽度和抗拉强度影响较小。　关键词：聚氨酯弹性体；海洋环境；老化　中图分类号：ＴＱ　６３０．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—１６９６（２０１７）０３—００１１—０３　ｊ　０引言　聚氨酯弹性体的分子键是由刚性链段和柔性链　段相互镶嵌构成，具有良好的耐磨损性、耐撕裂性、　耐化学腐蚀性、弹性和吸震能力，因而在工业、农业、　医疗、交通、国防、航天航空等领域得到广泛应用『１］。　１试验部分　１．１实海试验　将ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体喷涂于工件表　面，干燥固化后，在海南三亚海水腐蚀试验站进行　实海浸泡试验，工件半浸于海水中，上部为海洋大　气区，中部为海洋潮汐区，底部为海洋全浸区。浸泡　聚氨酯弹性体耐候性较差，在使用过程中易发生老　化，从而导致材料的力学性能下降，使用寿命缩短。　聚氨酯弹性体材料的老化主要由化学介质、热、水和　紫外光等引发，不同环境下聚氨酯弹性体的老化降　解机理不同｜２］。本研究对比分析了１８０　ｄ实海浸泡后　ＰＴＭＧ—ＭＤＩ（聚四氢呋喃醚二醇一４，４’一二苯基甲烷　二异氰酸酯）型聚氨酯弹性体的光泽度和抗拉强度，　研究了ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体在不同海洋环境　下的老化行为，为该类材料在海洋工程中的应用提　供指导。　１　８０　ｄ后将工件取出，用镜像光泽度仪分别测试工件　表面位于大气区、潮汐区和全浸区的涂层光泽度，并　取工件上位于大气区（朝阳面的试样）、潮汐区和全　浸区的涂层制成Ⅱ型哑铃状拉伸试样，用万能试验　机测试其拉伸强度。　１，２性能测试　紫外线老化性能：按ＧＢ／Ｔ　１６４２２．２—１９９９进行　测试；拉伸强度和伸长率：按ＧＢ／Ｔ　５２８－－２００９进行　测试。　【收稿日期】２０１６—０９—２６　［作者简介】汪洋，男，３３岁，工程师，２０１０年机械科学研究总院硕士研究生毕业，现就职于武汉材料保护研究所涂料涂装事业部。　多年来一直从事特种涂料产品的研发与应用和装备防腐方案设计等工作。主持开发水性涂料、耐高温涂料、耐沾污涂　料、可剥涂料、聚氨酯弹性体涂料等多种特种涂料及涂装相关产品。申请国家专利９项，荣获湖北省科技进步二等奖　１项，武汉市科技进步二等奖ｌ项，机械科学联合会二等奖１项。　探素肼夯　■　１２　上海涂料　第５５卷　２结果和讨论　２．１浸泡区域环境条件　海南三亚地区的气候属热带海洋性季风气候。年　平均气温２５．４℃，七月平均最高气温２８．３℃，一月平　均最低气温２０．７℃，全年日照时间约２　５６３　ｈ，全年降　雨总量１　７２５．７　ｍｍ；试验站位于东经１０９。３２　，北纬　１８ｏ１３　，其海水溶解氧浓度４．５　ｍＬ／Ｌ，ｐＨ　８．３；年辐射　强度１　４３０．８０　ｋＷ・ｈ・ｍ～，日辐射强度３．９２　ｋＷ・ｈ・ｍ～。　２．２光学性能测试结果及讨论　ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂层经过１８０　ｄ实海　浸泡后，利用镜向光泽度仪测得不同区域涂层的光　泽度，如表１所示。　表１工件表面不同区域涂层的光泽度　Ｔａｂｌｅ　１　Ｇｌｏｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｏｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　由表１可见：ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂层　经过实海浸泡后，大气区和潮汐区涂层的光泽度下　降明显，而全浸区涂层的光泽度变化不明显，这主要是　由于聚氨酯弹性体涂层吸收了自然光中波长＞３４０　ｎｉｎ　的光后，ＭＤＩ中的亚甲基发生氧化，生成不稳定的氢　过氧化物，进而生成发色基团——醌一酰亚胺结构，　该结构导致聚氨酯材料变黄；进一步氧化后，颜色　继续加深，最后变为琥珀色［３］。　２．３力学性能测试结果及讨论　取工件上位于大气区、潮汐区和全浸区的涂层　制成Ⅱ型哑铃状拉伸试样，利用万能试验机进行拉　伸强度试验，结果如表２所示。　由表２可见：ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂层具　有很好的抗拉强度，可达１５．６　ＭＰａ。经实海浸泡后，　大气区涂层的拉伸强度大幅下降，降至４．６　ＭＰａ，而　潮差区和全浸区涂层的抗拉强度下降幅度较小，说明　在实海环境中，大气区紫外线对ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨　酯弹性体涂层老化后的力学性能影响程度更大，而海　ｌ　水因素对涂层力学性能的影响较小，ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚　氨酯涂层的耐海水性能优异，但耐候性较差。　表２工件表面不同区域涂层的拉伸强度　Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｏｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　３结语　综上所述，在海洋环境中，光照因素对ＰＴＭＧ—　ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂层的老化降解行为起到了主　要作用，而海水因素对ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂　层的老化降解行为影响较小。即在海洋环境下，光引　发的聚氨酯老化降解行为占据主导地位。ＰＴＭＧ—ＭＤＩ　型聚氨酯弹性体涂层在吸收了一定波长的光后，分　子链发生断裂、交联，从而导致涂层的物理性能下　降，使用寿命缩短。　参考文献　１杜达文，汪永彬，苏玲，等．聚氨酯弹性体的研究进展［Ｊ］　化工中间体，２０１３（１１）：９－１４．　第３期　汪洋，等：ＰＴＭＧ—ＭＤＩ型聚氨酯弹性体涂层在海洋环境下的老化行为研究　ｌ３　２陈晓康，宁培森，王玉民，等．提高聚氨酯耐紫外老化性的　研究进展［Ｊ］．热固性树脂，２００９，２４（６）：４４—４９．　３　孔明涵，王庭慰，李冬梅，等．影响聚氨酯弹性体紫外线稳　定性的因素［Ｊ］．聚氨酯工业，２００６，２１（６）：３７—４０．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｇｉｎｇ　Ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ＰＴＭＧ—ＭＤＩ　ＰＵ　Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ　Ｃｏａｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｗａｎｇ　Ｙａｎｇ’一。Ｆｅｎｇ　Ｚｅｎｇｈｕｉ’，２　Ｌｉ　Ｄｏｎｇｄｏｎｇ’＇２　Ｄａｉ　Ｑｉｎｇｈｕａ’一，Ｄｕ　Ｗｅｎｗｅｎ’，　（１．Ｗｕｈａｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ　Ｈｕｂｅｉ，４３００３０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ　Ｈｕｂｅｉ，４３００３０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｈｅ　ｇｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ＰＴＭＧ－ＭＤＩ　ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｅｌａｓｔｏｍｅｒ　ｃｏａｔｉｎｇ　ａｆｔｅｒ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｆｏｒ　１　８０　ｄａｙｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｒｉｎｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｚｏｎｅ，ｔｉｄａｌ　ｚｏｎｅ　ａｎｄ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｚｏｎｅ，ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ：ｔｈｅ　ｇｌｏｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｉｎ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｚｏｎｅ　ａｎｄ　ｔｉｄａｌ　ｚｏｎｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｇｌｏｓｓ　ｏｆ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｚｏｎｅ　ｈａｄ　ｎｏ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｃｈａｎｇｅ．Ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｉｎ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｚｏｎｅ　ｄｅｃｌｉｎｅｄ　ｓｈａｒｐｌｙ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｉｄａｌ　ｚｏｎｅ，ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｉｎ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｚｏｎｅ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｄｅｓｃｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｒｉｎｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｓｕｎ　ｈａｄ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ　ｃｏａｔｉｎｇ，ａｎｄ　ｓｅａ　ｗａｔｅｒ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ａｌｏｎｅ　ｈａｄ　ｌｅｓｓ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ　ｃｏａｔｉｎｇ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｅｌａｓｔｏｍｅｒ；ｍａｒｉｎｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；ａｇｉｎｇ　叶氏化工励志巨作《２０：１６》尽展紫荆花“用心出彩’’理　日前，根据紫荆花涂料母集团叶氏化工集团有限公司董事局主席叶志成个人真实经历改编的传记电影《２０：１６》正式上映。　据悉，叶志成先生将自己的创业经历搬上荧幕，不仅为了传递其“用心出彩”的企业理念，更期望为社会注入一股正能量。　：　：　：　ｉ《２０：１６》重现化工大王发迹史ｉ　：　激励年轻人用心拼搏　励志电影｛２ｏ：ｌ６》重现了香港化工大王叶志成先生艰苦而传奇的创业经历。影片讲述了主人公叶海鹏跟妹妹叶凤娟从深圳　湾冒死游泳偷渡到香港，以４　０００元在一个４　Ｉｎ　的小屋白手起家。经过兄妹俩的不断拼搏，小店面最终发展成拥有近４　８００名员　；工，每年销售额逾５４亿港元的叶氏化工。　在影片中，少年叶海鹏执着于信念，为梦想不顾一切；老年叶海鹏为坚守基业承载巨大压力，不惜自我放逐；而为帮助哥　哥构筑“化工王国”的叶凤娟，更为实现梦想拼尽全力、用尽心力，让人动容。　；　ｊ　；　据悉，电影（２０：１６》是叶志成先生在叶氏化工成立４５周年之际，投资数千万元拍摄的传记电影，影片中的许多情节由其亲　身经历改编。他希望与年轻人分享白手起家的奋斗史，向社会注入更多正能量，激励更多年轻人勇于拼搏，追逐梦想。　；承袭叶氏老一辈用心创业风格；　；　紫荆花总裁叶钧传承中谋“出彩”　值得一提的是，叶氏兄妹在艰苦创业的过程中，始终没有忘记自己的初心。１９８２年，妹妹叶风娟在家门附近偶遇飘落的紫　荆花，从此紫荆花在她心中有了“家”的寓意。而后在给经营的涂料制定品牌时，叶凤娟赋予了这款装饰梦想家的涂料以“紫荆　花”品牌。时至今日，紫荆花涂料已经成为叶氏化工的核心业务，并一直致力于为中国家庭服务。　不仅如此，紫荆花涂料集团还延续了母公司叶氏化工用心的企业风格。叶志成的儿子，紫荆花涂料集团总裁叶钧于２０１５年　加入紫荆花后，秉承着家族上一代创始人用心创业、用心坚守的发展传统，更凸显了企业发展创新的新势力。在叶钧的领导下，　ｉ紫荆花涂料集团用心于产品研发和创新，通过与陶氏、赢彩等公司的科研创新，紫荆花传统的品牌形象逐渐“焕发新颜”。叶钧　；创新的经营理念给予了“用心”更多的诠释，形成了紫荆花“用心出彩”的新一代企业理念。　；　作为扎根中国三十载的民族涂料领导者，紫荆花涂料集团将用心于不断尝试，用心于油工的健康，用心于千万家庭的幸福，　通过不断的产品升级和服务质量的提升，为千万中国家庭提供良好的居住环境。　■