為應(yīng)對(duì)全球氣候變化，推動(dòng)構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體，中國(guó)已宣布將力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！半p碳”目標(biāo)的提出充分體現(xiàn)了中國(guó)作為國(guó)際大國(guó)的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，也在倒逼我國(guó)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行升級(jí)轉(zhuǎn)型，碳排放管理成為一大重點(diǎn)。作為涂料企業(yè)來(lái)說(shuō)，涂料配方設(shè)計(jì)工作的重心已成為提高涂料性能的同時(shí)，降低涂料中揮發(fā)性有機(jī)化合物( VOCs) 含量。

丙烯酸聚氨酯涂料作為戶(hù)外防腐蝕面漆的主流材料，目前廣泛應(yīng)用的一些樹(shù)脂固含量都比較低，這導(dǎo)致了涂膜豐滿(mǎn)度不理想，大量有機(jī)揮發(fā)物對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。隨著技術(shù)的不斷更新，市面上出現(xiàn)了80%固含量的羥丙樹(shù)脂，但由于其粘度大且反應(yīng)活性低，制備成涂料時(shí)需要加入大量溶劑，實(shí)際施工固含量最多達(dá)到70%，仍然存在大量揮發(fā)性有機(jī)化合物，我司開(kāi)發(fā)的無(wú)溶劑、低粘度天冬樹(shù)脂可以為丙烯酸聚氨酯涂料有效降低體系VOC含量以及提高體系干燥速度，同時(shí)也能改善涂膜的力學(xué)性能。

聚天門(mén)冬氨酸酯樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱(chēng)“天冬樹(shù)脂”）是一款無(wú)溶劑、低粘度樹(shù)脂，同時(shí)具有優(yōu)異的耐候性、耐腐蝕性和耐磨性等綜合性能，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于防水、防腐、地坪等領(lǐng)域。天冬樹(shù)脂在化學(xué)結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)是一種脂肪族仲胺，是由馬來(lái)酸酯和伯二胺通過(guò)邁克爾加成聚合的一類(lèi)材料的總稱(chēng)，合成原理見(jiàn)下圖：

由于二元胺主鏈結(jié)構(gòu)（X）種類(lèi)豐富多樣，常見(jiàn)的天冬樹(shù)脂主鏈（X）結(jié)構(gòu)有如下幾種：

隨之合成出來(lái)的天冬樹(shù)脂性能變化幅度較大，因此我們可以通過(guò)選擇不同性能特點(diǎn)的天冬樹(shù)脂來(lái)制備滿(mǎn)足各種性能要求和特色的丙烯酸聚氨酯涂料，總的來(lái)說(shuō)天冬樹(shù)脂應(yīng)用在丙烯酸聚氨酯體系中有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

   一、降低體系粘度以及VOC含量。天冬樹(shù)脂固含量一般是96%左右，且與羥丙樹(shù)脂具有良好的相溶性，在羥丙涂料配方設(shè)計(jì)中混拼天冬樹(shù)脂可提高體系固含量，施工固含最高可達(dá)85%；同時(shí)天冬樹(shù)脂屬于小分子低粘度氨基化合物，粘度從60cps到1000cps不等，對(duì)于丙聚體系具有良好的稀釋性，由此可以減少揮發(fā)性有機(jī)化合物排放和提高涂膜豐滿(mǎn)度。

二、提高體系干燥速度。丙烯酸聚氨酯涂料一般實(shí)干速度在24小時(shí)左右，而且在低溫下羥基活性低，涂層干燥需要高溫烘烤。天冬樹(shù)脂搭配HDI三聚體凝膠時(shí)間一般在2~130min不等，其分子結(jié)構(gòu)中的氨基屬于位阻型仲氨基，該基團(tuán)上的活潑性氫相對(duì)于羥基上的反應(yīng)活性更高，與羥丙混拼可提高體系的干燥速度，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)涂層的硬度就能達(dá)到拋光打磨的效果，實(shí)現(xiàn)較高的施工效率，且在低溫時(shí)（零下15攝氏度）不需要烘烤也可自干，從而避免烘烤達(dá)到節(jié)能減排的目的。

三、改善漆膜強(qiáng)度、耐磨及抗沖擊性能。一般快干型丙聚涂料會(huì)選擇高羥基含量的羥丙樹(shù)脂，雖然提高了干燥速度和交聯(lián)密度，但交聯(lián)點(diǎn)間單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)會(huì)變得困難，涂膜會(huì)呈現(xiàn)硬而脆的特點(diǎn)。天冬樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中含有酯鍵側(cè)鏈的內(nèi)增塑作用，在保證涂膜硬度的同時(shí)一定程度上增加了漆膜的韌性和抗沖擊性。且因其結(jié)構(gòu)中含有高反應(yīng)活性的仲氨基，與HDI三聚體反應(yīng)后可形成極高密度的脲鍵，該涂膜比其他涂料具有更好的強(qiáng)度和耐磨性。

我司通過(guò)采用湛新公司的高固含量羥基丙烯酸樹(shù)脂1753與我司自制的天冬樹(shù)脂F(xiàn)420以一定比例混拼后搭配HDI三聚體制備成涂膜對(duì)上述特點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

從上述試驗(yàn)結(jié)果可知，天冬樹(shù)脂可以明顯提高丙烯酸聚氨酯涂料的固含量、干燥速度以及涂膜的力學(xué)性能，根據(jù)性能需求，我們可以選擇不同結(jié)構(gòu)的天冬樹(shù)脂復(fù)配羥丙樹(shù)脂制備不同性能的涂料。目前此類(lèi)方案已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)修造、航空、大型機(jī)械、戶(hù)外鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)，為“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)做出了較大的貢獻(xiàn)。